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汽车工业:电子产品驱动的创新
2016年11月29日

汽车工业:电子产品驱动的创新

概要: 高端电子给驾驶员和乘客提供车内导航和无线网提供的娱乐和信息。事实上,许多买车者今天相比较对在引擎罩下面的东西的关心,他们更关心嵌入在仪表盘里面的信息娱乐设备。这种现象需要为丰富多媒体数据额外的存储空间和先进的软件和程序,并且推动易失性和非易失性存储器的 迅猛的增长。嵌入式多媒体卡正帮助满足这个在今天对内存饥渴的汽车。

        汽车市场在温和但是稳定地增长。尽管在西欧存在的与政府债务问题有关的不间断的阻力和全球经济活动的一些有节制的速度,全球汽车销售整在2012年的上半年比上年同期数字相比上涨6%。轿车和轻型商用车的全球销售将预期从2011年的七千八万辆增长到2018年的一亿辆。在最近的研究中,高德纳咨询公司确认电子产品在汽车技术的发展中正在发挥主要的作用。自从第一个数字发动机控制模块在80年代引入以来,汽车中电子产品的含量在稳定地增长。

        今天,微电子使先进的安全性能、新信息和娱乐服务、和更高的能源效率成为可能。最先进的机车的电或者电子的价值成分已经在传统内燃机汽车的价值中占40%,而在电动或者混合动力机车更高达70%。随着半导体技术的发展继续降低各种电子模块和子系统的成本,这个趋势将会加快。

         信息娱乐是驱使微电子在汽车中的无处不在的关键大趋势之一。用户想被联网和方便地在任何地方、任何时间、和他们的所有设备上访问他们的个人内容。机车仅仅成为网络的另外一个节点和一个用户数字化和社会化生活方式的扩展(参考本文的引入图片)。一个联网的汽车由于可以提前获取天气报告、交通堵塞、交通事故的重要信息,也更加舒适、安全、和节能。根据最近的一个调研,在2017年之前,60%的新车将是联网的。鉴于这种情况,消费者电子产品趋势正在支配汽车内的功能,并且创新周期正在变得越来越来短。同时,这个汽车信息娱乐创新的一个关键因素就是系统的激活器:内存。

汽车电子对内存饥渴

        在现代汽车中的信息娱乐系统的迅猛增长对半导体内存的市场需求有重大影响。在2012年,一个汽车的平均内存含量估计大约12.8美元,从在低端型号汽车中的2.0美元到在配备齐全的豪华车中的100多美元。 因此,在汽车应用中的半导体内存的总有效市场价值预期将从2011年到2015年达到高于9%的复合年均增长率,大大高于总体半导体内存市场的低于7%的复合年均增长率。

管理型 NAND闪存:汽车信息娱乐的理想解决方案

        需要专为汽车信息娱乐系统定制的新的内存解决方案来为丰富的信息娱乐的多媒体数据和先进的软件和程序提供额外的存储空间。一个例子就是属于非易失存储器种类的嵌入式多媒体卡设备(图1)。它拥有支持导航和信息娱乐程序,例如,详细三维地图、交通检测、气象信息、汽车收音机和多媒体、紧急呼叫、和语音识别的所有功能。嵌入式多媒体卡内存是一个管理型NAND内存构架的标准版本。它本质上是一排基于非易失NAND闪存设备的和由一个自组单片机内部管理的模块(图2)。

        图1:嵌入式多媒体卡设备的特写:顶侧视图键合金线。封装包括用于在内部全面管理与NAND技术独立的内存的所有东西。

        图2:传统NAND内存与管理型NAND芯片比较的原理图。管理型NAND芯片已经将智能功能和自组式单片机集成以提供与主处理机的容易接口。

        对于用户来说主要优点是嵌入式多媒体卡的内存是完全托管的并且独立于内部的NAND闪存技术。随着NAND闪存几何结构的缩小,这个技术会在处理增加的纠错码需求、耗损均衡、和坏块管理方面变得更加复杂。NAND闪存也随着需要对软件和也许甚至在控制器级别上的更新在走线图变化而变化。

        嵌入式多媒体卡内存是向前兼容的并有标准的界面,这样NAND的改变对程序是透明的。这就意味着开发人员没有必要担心使用专用的软件来管理NAND闪存的复杂性。嵌入式多媒体卡内存使用标准界面,并且功能设计也与JEDEC说明相符合。

        例如,镁光科技提供各种密度的带有集成的和与离散的NAND设备相比较更多的鲁邦管理和内存优化的16-位NAND控制器的,4GB-64GB的嵌入式多媒体卡(e-MMC)。到256GB的发展已经确定。下一步将是开发像固态硬盘模块和高性能32-位单片机的高密度的管理型的NAND内存的解决方案。所有镁光的嵌入式多媒体卡符合JEDEC标准100-ball、1mm pitch和153-ball/169-ball、0.5mm pitch 球形触点陈列封装,使得在汽车领域产品的快速开发中关键的设计和验证过程比较容易。

对汽车程序需求的答案

        质量是快速创新机车内信息娱乐电子产品市场的重要因素。内存是这个部分的支柱,半导体产品必须满足特定的汽车级的认证。因此,嵌入式多媒体卡有特定的功能来满足汽车的需求,例如,故障分析专用测试垫。在这些模块的NAND设备可以不通过控制器就可以访问,使对内存条进行充分和全面的检查成为可能。

        嵌入式多媒体卡设备能在-40 °C到+85 °C充分操作,这样在低端温度下写入的数据在高端温度下读取时仍然有效,反过来也一样。断电保护是另外一个优点。并且,在最后的分析,嵌入式多媒体卡帮助使为驾驶员和乘客提供一个丰富的信息娱乐体验和安全旅程成为可能。

本文的所有市场数据和统计是镁光科技公司基于公开可用的来源和内部情报进行的估计和评估。

Giorgio Scuro是镁光科技公司汽车业务部门的总经理。他以设计电子医疗设备开始他的职业生涯。在1975年,他转到SGS(现在的意法半导体公司)任质量工程师和后来任着眼于汽车市场的非易失性内存的质量经理。在2007年,他被任命为意法半导体公司汽车部门内存产品组的总经理,这个组后来转让到镁光科技。