FRAM在汽車行駛記錄儀中的應(yīng)用
整個汽車行駛記錄儀記錄的是2個輸入量(如速度,剎車)的狀況竭讳,其他可以根據(jù)廠商的要求存儲7個開關(guān)量的數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)向燈,車門等),比較高級的還會記錄發(fā)動機的溫度和其他的一些輸入量的狀況。由于行駛記錄儀的數(shù)據(jù)如此重要欧舒,所以對存儲器的要求很高。中國的汽車行駛記錄儀中的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括二個部分捉痰,一部分為汽車實時數(shù)據(jù)(存放汽車發(fā)生事故前后的數(shù)據(jù))阐拭,另一部分為汽車歷史數(shù)據(jù)(存放汽車和司機的行駛狀況)。我個人認為汽車實時數(shù)據(jù)主要是用于分析事故發(fā)生的原因和事故的責任, 汽車歷史數(shù)據(jù)作為事故分析的參考依據(jù)和對汽車和司機的運行狀況考核湖吭,歷史數(shù)據(jù)是以當前汽車實時數(shù)據(jù)為依據(jù)掺厦。
存儲歷史數(shù)據(jù)的存儲器大家都比較容易選擇,目前大容量的Flash和U盤碉渡,很多廠商都能提供聚谁。最難的是汽車的實時數(shù)據(jù)的存儲器比較難選擇,因為實時數(shù)據(jù)比歷史數(shù)據(jù)更為重要滞诺,而且要求掉電后數(shù)據(jù)能保存(發(fā)生事故時,汽車系統(tǒng)可能會沒有電源)形导,為了實時數(shù)據(jù)的準確性,要求由于輸入量的檢測周期越短越好,據(jù)目前我們了解,國標要求最大0.2秒采集一次數(shù)據(jù),以20秒為一個存儲單位, 實時數(shù)據(jù)需要存儲10次20秒的數(shù)據(jù),也就是說在實時數(shù)據(jù)需要存儲200秒的數(shù)據(jù),到了200后,將實時數(shù)據(jù)抽樣送入歷史記錄中,然后實時數(shù)據(jù)中的重新覆蓋,由此可見,在實時數(shù)據(jù)中的存儲器要求很高习霹。
我個人認為此儲器要求: 1)掉電后數(shù)據(jù)需要保存; 2)擦寫數(shù)據(jù)多, 3)可靠高.
目前實現(xiàn)這種要求的方式有以下幾種
1) SRAM+電池+電源管理IC +EEPROM
2) NVRAM
3) FRAM
下面是幾種方案的性能比較:
一 SRAM+電池+電源管理IC+EEPROM
由于EEPROM和FLASH的擦寫次數(shù)的限制,檢測的數(shù)據(jù)量不能實時寫入其中,只能存儲在SRAM中,當?shù)揭欢ǖ臅r間或檢測到掉電后在把數(shù)據(jù)寫入EEPROM和FLASH中,EEPROM存儲實時數(shù)據(jù),Flash存儲歷史數(shù)據(jù).此方案的特點:價格可能比較便宜,但是性能很不可靠,發(fā)生事故時可能整個系統(tǒng)都沒有電,當系統(tǒng)檢測到掉電時,再把SRAM的數(shù)據(jù)寫入EEPROM和FLASH中,已經(jīng)沒有時間,而且汽車系統(tǒng)的環(huán)境比較復雜,我們都知道SRAM+電池的存儲方式很不可靠.所以目前很少有工程師這樣設(shè)計.
二)NVRAM+電池管理
NVRAM有二種,一種為SRAM+電池型,另一種SRAM+EEPROM型,不管那一種首先價格比較貴,大家都知道,黑匣子是一個民用品(3.5噸以上的貨車和9人以上的私家車都需要裝黑匣子),如果價格高,不利于推廣. 另外在性能方面,如果NVRAM是SRAM+電池型,有電池用完的危險,我們都知道NVRAM只能用3-5年,以后可能電池沒有了,所以用之存儲數(shù)據(jù)也不可靠.
如果NVRAM是SRAM+EEPROM型,由于此存儲器的原理是在工作時,MCU操作的是SRAM,在檢測到掉電后在把數(shù)據(jù)存儲到EEPROM中,這樣也存在發(fā)生事故時數(shù)據(jù)寫不進的危險.所以數(shù)據(jù)存儲也不是很可靠.
在了解第三種方案之前我們先了解FRAM的基本特點:
美國Ramtron公司鐵電存貯器(FRAM)的核心技術(shù)是鐵電晶體材料.這一特殊材料使得鐵電存貯產(chǎn)品同時擁有隨機存取記憶體(RAM) 和非易失性存貯產(chǎn)品的特性.產(chǎn)品的主要特點:
1. 擦寫次數(shù)多,至少達到1000億次.
2. 速度快,沒有寫等待時間.
3. 功耗低,讀寫電流150Ua,靜態(tài)電流小于1Ua
4. 讀寫無限次,在超過1000億次后,FRAM還可以做SRAM使用
5. 接口方式與IIC的EEPROM完全兼容,與并口SRAM兼容,與普通SPI接口的EEPROM兼容
三)FRAM的存儲方式
由于FRAM有SRAM的速度和次數(shù),又有Flash和EEPROM的特點,掉電后數(shù)據(jù)能保存,同時多功能的FRAM還有電源管理功能.所以用FRAM首先可以簡化系統(tǒng)的電路,減低系統(tǒng)的成本.另外由于FRAM的特點,提高系統(tǒng)的可靠性.
目前歐美和韓國等一些汽車工業(yè)發(fā)達國家的汽車黑匣子都是用FRAM做他們的存儲器朵耕。
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