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旺宏LybraFlash高容量產品增援車用NOR記憶體應用

  • 陳毅斌台北

旺宏電子產品行銷專案副處長郭玉蘭

車用電子與工業控制等嵌入式系統拜物聯網、5G行動高速連網與人工智慧技術整合之賜,催生多樣化的應用典範,例如自駕車、車聯網的快速進展,大幅度改變汽車市場的樣貌;又如先進駕駛輔助系統(ADAS)各項新穎功能令人驚艷,以及駕駛資訊與儀表板(Cluster)等系統更大幅度滿足消費者駕馭馳騁的樂趣。而隱身其後的,是大量軟體扮演著舉足輕重的角色。隨著系統應用複雜度與程式碼規模的增加,用以儲存的非揮發性記憶體容量需求也日益升高,超過Giga bit容量的快閃記憶體,成為市場上的重要產品線。大容量記憶體產品線的布局,將成為記憶體供應商為擴大市場版圖的重要利器。

非揮發性記憶體領導廠商旺宏電子(Macronix)於車用電子與工業控制市場耕耘多年有成,尤其於車用快閃記憶體市場,已打入全球前三大車廠供應鏈。現今,全球前十大一級供應商(Tier 1),其主要產品都有內建旺宏記憶體晶片,更陸續獲電動車市場採用。針對高容量記憶體產品線的布局,旺宏已經推出五個主流產品線的堅強陣容,包括octaflash、SPI NOR、LybraFlash、SPI NAND(ECC Free)與SPI NAND(Host ECC)針對各種系統應用需求量身打造,攜手一級供應商客戶快速攻戰市場版圖。

LybraFlash記憶體是巧妙平衡各關鍵需求的最佳組合

車用記憶體面對傳統NOR容量擴增瓶頸與市場競爭態勢,期待更多具創意的記憶體解決方案。產品行銷專案副處長郭玉蘭接受訪問時指出,車用電子客戶選擇快閃記憶體時,需要考慮5個關鍵因素:具有成本效益、高可靠性、容易使用、快速讀取與快速資料更新能力。

傳統NOR快閃記憶體受限製程微縮瓶頸, 使容量擴增的成本效益低落. 而旺宏 LybraFlash是具創新的快閃記憶體產品, 能巧妙避開此限制。 除了成本效益是重點之外,讀取效能是另一個重點,車用系統需要將大量程式碼從Flash快速讀取到系統RAM進行工作執行, LybraFlash 在此表現雖然不及業界最高速的NOR快閃記憶體–octaflash,但也能和傳統Quad Serial NOR接近。

此外,當系統有狀況發生必須即時記錄資訊時,快速寫入的效能更為重要。郭玉蘭指出,LybraFlash有一項功能特別吸引車用客戶,也就是資料能夠快速寫入與更新。由於車用系統對於安全性功能特別重視,當系統故障時,必須要能夠快速記錄當下重要相關參數,以作為事後追蹤分析。LybraFlash快速寫入的功能比傳統NOR記憶體表現快4倍以上,更令客戶滿意及採用。

最後, LybraFlash考量可靠性問題為車用電子重中之重, 所以內建業界Serial Flash最高級8-bit(or 12-bit)ECC糾錯能力, 以及自我診斷報告功能(error status check)。 然而, 一如以往創新產品的使用上, 仍需客戶端設計上的配合才行, 但是LybraFlash只須客戶的軟體設計進行部分修改,就能配合使用,相比以往創新產品, 應該已是小幅度的修改。

實際應用上, 車用電子客戶可依其目標市場需求, 決定採用其適合的Serial Flash快閃記憶體?舉例來說,在full display Cluster需求情況下,Flash容量需求變得比以前更高。與大容量octaflash NOR相比,儘管NOR的可靠性和讀取速度具有突出優勢,但是對部分經濟型的車用市場,並無高級規格需求,成本效益反而是其需求重點,因此LybraFlash應運而生。除了容量和讀取速度具有最佳平衡的優勢外,在資料迅速更新的需求上,也遠比傳統NOR表現優異。整體而言,只要系統軟體稍作修改後即能採用LybraFlash,而享受其所帶來的大容量以及成本效益與效能平衡的好處,增加汽車產品競爭優勢。

類似於NOR的使用者經驗,提供車用系統最適合的選項

當車用系統在啟動階段時,需要將大量程式碼從Flash快速讀取到系統RAM進行工作執行,此時系統軟體並無法介入。因此,Flash必須在NOR讀取操作模式或是類似NOR的讀取模式下才能運作。LybraFlash能提供類似NOR讀取操作模式,系統設計無須修改硬體,只需系統軟體稍作修改即可,再搭配類似NOR的連續讀取模式以及內建壞快處理連結表(bad block link table),讓使用者得以享有如NOR般的使用經驗。

再者,針對影響記憶體使用壽命至關重要的ECC功能,也有特別出眾設計,採用更好的8-bit甚至12-bit的ECC功能,能大幅降低錯誤率。此外,值得一提的是LybraFlash提供彈性, 可允許使用者依照需求而訂定資料搬移的門檻(Flexible ECC Bit Flip Threshold Setting),例如可以將門檻設定為6-bit~12-bit,修正後才搬移資料,避免不必要地過度資料搬移而減少Flash使用壽命。

基於上述, 旺宏推出嶄新的大容量快閃記憶體LybraFlash產品線,涵蓋從1到4Gb容量以及3伏特和1.8伏特電壓,作為NOR記憶體新延伸產品線,能滿足一定讀取效能及快速資料更新需求,更能提供一般NOR做不到的高容量。目前LybraFlash產品線主要應用於ADAS與Cluster等車用系統,而工業控制設備應用亦是下一波重要潛在應用。LybraFlash系列產品也將進行AEC-Q100各項嚴苛車用標準驗證,為車用客戶提供兼顧高容量、快速I/O吞吐量、產品壽命與可靠性的最適產品方案。

目前LybraFlash第一代MX31系列產品已經開始於2020年1月初步送樣,提供給客戶進行初步設計驗證,旺宏也將持續打造高容量記憶體的產品組合,展現強大企圖心以掌握車用與工控裝置所引領的新興應用領域。

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