铁电存储器(FRAM)在汽车行驶记录仪中的优势

2004年6月A版

　　中国的汽车行驶记录仪中的数据应该包括两个部分，一部分为汽车实时数据(存放汽车发生事故前后的数据)，另一部分为汽车历史数据(存放汽车过去一段时间内的行驶状况)。汽车实时数据主要是用于分析事故发生的原因和事故的责任，汽车历史数据作为事故分析的参考依据和对汽车和司机的运行状况考核，历史数据是以当前汽车实时数据为依据。整个汽车行驶记录仪记录的是2个输入量(如速度,刹车)的状况，其他可以根据厂商的要求存储7个开关量的数据(转向灯,车门等)，比较高级的还会记录发动机的温度和其他的一些输入量的状况。由于行驶记录仪的数据是如此重要，所以对存储器的要求很高。

　　存储历史数据的存储器大家都比较容易选择，目前大容量的Flash和U盘，很多厂商都能提供。但是汽车的实时数据的存储器比较难选择，因为实时数据比历史数据更为重要，而且要求掉电后数据能保存(发生事故时,汽车系统可能会没有电源)，为了保证实时数据的准确性，要求输入量的检测周期越短越好,据目前我们了解，国标要求最大0.2秒采集一次数据，以20秒为一个存储单位，实时数据需要存储10次20秒的数据，也就是说需要存储200秒的实时数据，到了200秒后，将实时数据抽样送入历史记录中，然后实时数据被重新覆盖，由此可见，在实时数据的存储对存储器的要求很高。

实时数据的存储对储器具体要求要求如下：

目前实现这种要求的方式有以下几种：

下面是几种方案的性能比较。

SRAM+电池+电源管理IC+EEPROM

　　由于EEPROM和FLASH的擦写次数的限制，检测的数据不能实时写入其中，只能存储在SRAM中，当到一定的时间或检测到掉电后，再把数据写入EEPROM和FLASH中，EEPROM存储实时数据，Flash存储历史数据，此方案的特点:是：系统价格比较便宜，但是性能却很不可靠，发生事故时整个系统都可能掉电，当系统检测到掉电时，再把SRAM的数据写入EEPROM和FLASH中，已经没有足够的时间和电量，而且汽车系统的环境比较复杂，我们都知道SRAM+电池的存储方式很不可靠，目前很少有工程师采用这种方案设计。

NVRAM+电池管理

　　NVRAM有二种,一种为SRAM+电池型，另一种为SRAM +EEPROM型。不管是哪一种，首先价格都比较贵，大家都知道，黑匣子是一种民用品(3.5吨以上的货车和9人以上的私家车都需要装黑匣子)，如果价格高，不利于市场推广。

　　另外在性能方面，如果NVRAM是SRAM+电池型，有电池用完的危险，我们都知道，电池的寿命只有3-5年时间，这之后存储数据将非常不可靠.。

　　如果NVRAM是SRAM+ EEPROM型，由于此存储器的原理是在工作时，MCU操作的是SRAM，在检测到掉电后再把数据存储到EEPROM中，这样也存在发生事故时数据写不进的危险，所以数据存储也不是很可靠。

FRAM的存储方式

　　在了解第三种方案之前我们先了解FRAM的基本特点。

　　美国Ramtron公司铁电存贮器（FRAM）的核心技术是铁电晶体材料，这一特殊材料使得铁电存贮产品同时拥有随机存取存储器(RAM)和非易失性存储产品的特性。产品的主要特点如下：

　　由于FRAM有SRAM的速度和擦写次数,又有Flash和EEPROM的非易失性的特点，掉电后数据能保存，同时多功能的FRAM芯片还有电源管理功能，所以用FRAM首先可以简化系统的电路，降低系统的成本，另外由于FRAM的诸多特点，提高了系统的可靠性。

　　目前欧美和韩国等一些汽车工业发达国家的汽车黑匣子都是采用FRAM做为他们的数据存储器。

Ramtron公司简介

　　Ramtron公司成立于1984年，总部设在美国科罗拉多州的Colorado Springs市，公司于1992年在美国纳斯达克上市，Ramtron是当今领先的铁电存储器技术和产品供应商，世界上绝大部分重要的半导体存储器制造商都向Ramtron申请授权专利来做铁电存储器的研究，他们包括日本的Toshiba、Hitachi、Fujistu、Rohm、Asahi,韩国的Samsung和德国的Infineon。

　　在未来的几年里，Ramtron会继续努力,不断降低成本。另外，将在明年上半年推出兆级(Mbit)密度的铁电存储器，大密度的铁电体(FRAM)将来会取代各类存储器，成为真正的“超级存储器”。■