車載信息娛樂系統的動態數據完整性

　　當今信息娛樂系統的動態數據量呈爆發式增長。這些數據往往是設備正常工作所必不可少的，且數據以用戶為中心，隨用戶的環境變化 (如接收當地交通信息) 而改變。

突然掉電

　　許多車載信息娛樂系統設計人員面臨的普遍問題是突然掉電。掉電一般在發動機熄火重啟時發生。掉電會導致數據損壞，從而中斷正常的設備運轉，除非在設計中采用了維持數據完整性的預防措施。

　　采用下述標準電路技術，可讓大多數 F-RAM 非易失性存儲器避免汽車設備因突然掉電而引起的各種隱患。首先，使用 F-RAM 存儲器替代 EEPPROM+ 電容器組合。F-RAM 的功耗比 EEPPROM 小，寫入速度快得多；因此，當出現掉電時無需借助電容器來維持完成寫操作所需的能量。此外，采用 F-RAM 的解決方案板卡占位尺寸比 EEPPROM+ 電容器組合小。同時，對于需要大容量電容器的應用來說，省去電容可大大降低系統成本。

　　下面的兩個電路本質上是等效的：



　　F-RAM 常用于需要在掉電瞬間保存數據的系統中。下圖所示為典型的 RC 電壓衰減曲線。微控制器 Vdd 電壓從 3.1V 開始下降，并一直降到 2.8V，然后低電壓檢測器就會觸發 MCU 復位，并防止繼續寫入數據。在下面的例子中，MCU 在這兩個電壓點間只有 10 毫秒的時間，剛好足夠向 EEPROM 中寫入一個字節或一個數據頁。而在同樣的時間內，采用串行外設接口 (SPI) 的 F-RAM 可以完成 50,000 次寫入操作。



　　為了在突然掉電時保證數據的完整性，先進的導航系統已經采用了 F-RAM。在那些需要從 DVD 中讀取播放軌跡信息的設備中，F-RAM 被用于記錄 DVD 的讀頭位置，這樣，當意外掉電時 (如發電機熄火)，DVD 播放器能迅速從最近的記憶位置恢復播放。這個解決方案利用了 F-RAM 幾乎無限的耐久性，能不停地記錄讀頭的位置。

　　這種技術常用于防止汽車 DVD 因電源故障丟失數據。由于 F-RAM 記錄了 DVD讀頭的位置，電影就可準確地從其中斷處恢復播放。這個功能非常有用，讓觀看電影的孩子們不會再抱怨電影因為技術問題而要從頭播放。

　　F-RAM 還能解決導航系統與衛星失去聯系時的定位問題。這種問題一般發生在汽車進入隧道或地下車庫時。如果 F-RAM 能不停地記錄汽車的位置，當導航系統在獲得新的衛星位置前，可以使用 F-RAM 中保存的位置信息。這也意味著突然掉電時仍有位置信息。這種連續不斷的寫入是使用高耐久性 F-RAM 的常用技術。

高耐久性/低功耗

　　除常規的音頻通道外，當今許多新型汽車無線電都要處理大量的數據，包括交通或天氣信息，以及道路狀況，而且這些信息必須在汽車一啟動時就有。這意味著汽車引擎關閉時，無線電必須下載這些數據。由于系統并不知道駕駛員何時返回汽車，它必須不停地下載和保存這些數據。

　　汽車制造商一方面希望汽車無線電越來越先進，但另一方面卻嚴格地限制了從汽車電源獲取的電量，尤其是當發動機熄火時。這就對汽車信息娛樂設備設計人員提出了非常嚴峻的挑戰。F-RAM 之所以能解決這個問題，是因為其不受存儲器耐久性的限制，可在需要時不停地記錄數據；即只要接收到數據，就可以寫入 F-RAM。而無線電完成寫入操作后便會進入低功耗狀態，并等待下一個喚醒指令。

　　此外，寫入 F-RAM 所需的電量比寫入 EEPROM 低得多 (寫入 64k 位數據的功耗約為EEPROM的六十分之一)，進一步降低了整體功耗要求。這類應用中采用 EEPROM 是不行的，因為其耐久性不夠，而且寫入功耗太高。

動態數據存儲

　　USB 連接正成為新款汽車的標準用戶接口。有了 USB 接口，就可以通過汽車音響設備播放存儲在便攜播放器/U 盤中的歌曲音樂。該 USB 接口必須能識別市面上各種音樂存儲設備及各種音/視頻文件格式；以及能保存不同設備 (如 MP3 播放器或 U 盤) 的播放列表、能夠調出每個設備上各個播放列表最后的播放點。這些數據都保存在 F-RAM 中，這樣就可準確地從汽車關閉發動機前的中斷點恢復播放音樂。利用 F-RAM 的非易失性和高耐久性便能夠實現這些功能。

　　能否存儲大量數據對下一代導航系統也非常關鍵。未來導航系統令人期待的一個遠景是，能夠通過服務器獲取駕駛員關注的一些當地信息。這些動態數據包括行駛前方的周邊情況，如餐廳、景點和娛樂活動等。這些不斷變化的數據一旦被接收，就迅速寫入 F-RAM，確保斷電恢復后能立即獲得最新采集到的數據。

　　導航系統的另一個未來功能是傳送當地數據。隨著電子穩定控制應用越來越多，汽車可探測到路面的結冰情況并傳送給導航系統；而后者將向服務器報告這一情況。這樣，正在咨詢該服務器的其它導航系統就可獲得該路段的告警信息。

　　保存動態數據也是許多新款汽車無線電的必備功能。保存的動態數據可能是：

　　·喜愛的歌手/歌曲：系統會記住你喜愛的歌手/歌曲，并在你喜愛的歌手/歌曲在另一個電臺播放時轉至該臺。

　　·喜愛的電臺：系統會在你經過不同的地區時記住你喜愛的電臺，并在類似的行程中調諧到這些電臺。

　　·上次收聽的電臺：系統能記住你上次收聽的電臺，并且在收到指示時快速調回該電臺。

　　所有這些動態數據都必須針對不同的旅程保存下來，這就需要非易失性的、能夠頻繁寫入且功耗低的存儲器。

　　動態數據是許多汽車信息娛樂系統的基本要素，保護這些數據非常重要。F-RAM 具備快速寫入、幾乎無限的耐久性及低功耗的獨特優點，可讓設計人員確保這些動態數據具有更高的可用性和完整性。