全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子株式會(huì)社日前宣布推出全新閃存技術(shù)，該技術(shù)采用下一代28nm制程工藝，可實(shí)現(xiàn)更大的內(nèi)存容量、更高的讀取速度，以及用于下一代車載微控制器的OTA技術(shù)。這項(xiàng)新技術(shù)在單顆MCU上帶來(lái)了業(yè)界最大的嵌入式閃存容量（24MB），隨機(jī)訪問(wèn)速度可達(dá)到業(yè)界嵌入式閃存的最高速度240MHz。該技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了OTA無(wú)線軟件更新時(shí)的低噪聲寫入操作，以及OTA軟件更新的高速及穩(wěn)定運(yùn)行。
自動(dòng)駕駛和電力驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)先技術(shù)被用于車輛系統(tǒng)中，控制軟件的規(guī)模日趨龐大，由此對(duì)MCU中更大容量的嵌入式閃存需求日漸強(qiáng)烈。OTA技術(shù)的引入進(jìn)一步加速了對(duì)容量的需求，以確保更新程序所需的存儲(chǔ)區(qū)域。由于需要增加諸如功能安全性之類的新功能，因此必須確保實(shí)時(shí)性能，并需要從閃存中獲得更快的隨機(jī)訪問(wèn)速度。此外，圍繞OTA技術(shù)，還迫切要求確保以下三點(diǎn)：首先是低噪音設(shè)計(jì)，即便在汽車運(yùn)行時(shí)也可存儲(chǔ)更新的軟件；其次是減少軟件切換期間的停機(jī)時(shí)間；第三是穩(wěn)定性，避免在更新/切換軟件發(fā)生意外中斷時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤操作。
全新的閃存技術(shù)可滿足以下需求：
24MB--業(yè)界最大MCU片上閃存容量
瑞薩持續(xù)采用高速、高可靠性SG-MONOS技術(shù)，用于其MCU中的嵌入式閃存。基于該技術(shù)所開(kāi)發(fā)的28nm工藝存儲(chǔ)單元尺寸減少15%以上（從早期的0.053μm2到不足0.045μm2）。在控制芯片尺寸增加的同時(shí)，這項(xiàng)新技術(shù)包含24MB的代碼存儲(chǔ)閃存，這是業(yè)界最大的嵌入式閃存容量。瑞薩的測(cè)試芯片還包含1 MB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)閃存，用于參數(shù)和其它數(shù)據(jù)。
240 MHz--具備業(yè)界最高的嵌入式閃存MCU隨機(jī)訪問(wèn)速度
字行分割是提高嵌入式閃存中隨機(jī)訪問(wèn)速度的有效方法。然而，這種劃分增加了字線驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量，并導(dǎo)致可靠性下降，原因是這些驅(qū)動(dòng)器中所包含晶體管的介質(zhì)層時(shí)變擊穿（TDDB），以及由于漏電電流的增加而造成字線電源電壓下降。瑞薩利用字線驅(qū)動(dòng)器應(yīng)力緩解和分布式字線電源電壓驅(qū)動(dòng)器解決了這些問(wèn)題，并在很寬的溫度范圍內(nèi)（結(jié)溫從-40°C至170°）驗(yàn)證了240 MHz的高速隨機(jī)訪問(wèn)，達(dá)到業(yè)界測(cè)試芯片中的最高成績(jī)。
降噪技術(shù)
當(dāng)閃存編程時(shí)，通過(guò)改變初始操作和后續(xù)操作間施加到每個(gè)存儲(chǔ)器單元的寫入電流，在不降低吞吐量的情況下，外部電源（Vcc）的峰值電流消耗相比早期的瑞薩設(shè)備降低了55％，可以在汽車運(yùn)行時(shí)的OTA操作期間抑制電源電壓噪聲對(duì)MCU的不利影響。瑞薩還將寫入電流改為高速寫入模式，從而增加了可同時(shí)編程的單元數(shù)量。因此，新器件在此模式下以6.5 MB/s的速度實(shí)現(xiàn)高速編程，縮減了由大存儲(chǔ)容量造成的額外測(cè)試時(shí)間。
通過(guò)OTA實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高速的控制軟件切換
在該測(cè)試芯片中，代碼存儲(chǔ)閃存被分成兩個(gè)區(qū)域，一部分用于運(yùn)行中的軟件，另一部分用于更新的軟件，以做到在點(diǎn)火時(shí)不到1毫秒（1/1000秒）的時(shí)間內(nèi)切換軟件。此外，軟件切換采用冗余設(shè)置，并添加了新的狀態(tài)標(biāo)識(shí)，以防止在軟件更新或切換意外中斷的情況下出現(xiàn)錯(cuò)誤操作，由此同時(shí)實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行的穩(wěn)定性，可靠地選擇可執(zhí)行控制軟件，并減少車輛系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間。
上述技術(shù)幫助越來(lái)越多的汽車支持車載控制軟件、高速實(shí)時(shí)控制和先進(jìn)的OTA功能。展望未來(lái)，瑞薩持續(xù)致力于嵌入式閃存技術(shù)的開(kāi)發(fā)，努力實(shí)現(xiàn)支持新應(yīng)用所需的更高容量、更高速度和更低功耗。