意法半導體xMemory技術(shù)提升車用MCU靈活設(shè)計與功能擴展

隨著E/E架構(gòu)和軟件定義汽車技術(shù)對車內(nèi)微控制器的性能與應用場景要求越來越高，存儲單元的技術(shù)也面臨著巨大的設(shè)計挑戰(zhàn)，一方面要求存儲單元規(guī)格盡可能豐富，另一方面又需要存儲單元能夠滿足更強可擴展計算平臺的實際需求。

 針對這樣的市場趨勢，意法半導體新推出的Stellar微控制器內(nèi)置了xMemory技術(shù)，作為Stellar系列汽車微控制器內(nèi)置的新一代可改變存儲配置的存儲器，它為正在發(fā)展的軟件定義汽車以及不斷進化的電動汽車架構(gòu)提供了一個更為簡單且具有更強可擴展性的計算平臺。xMemory基于意法半導體專有相變存儲器 (PCM) 技術(shù)，預計2025年底投產(chǎn)，它可改變存儲配置讓汽車廠商能夠不斷開發(fā)創(chuàng)新應用，包括更多需要大容量內(nèi)存的人工智能應用

汽車市場在不斷轉(zhuǎn)型，意法半導體汽車MCU業(yè)務部門Davide Santo介紹，在車規(guī)級的微控制器應用方面，意法半導體更加關(guān)注于電子控制單元，因為電子控制單元進一步的聚合，以及包括它的控制能力，能夠為車輛未來的功能迭代和功能發(fā)展創(chuàng)造新的可能性。得益于擁有完成汽車半導體設(shè)計和制造能力，意法半導體通過進一步的迭代和創(chuàng)新MCU及存儲技術(shù)實現(xiàn)對車規(guī)級MCU的功能擴展。

意法半導體一直處于汽車 MCU 從閃存向嵌入式非易失性存儲器 (eNVM) 技術(shù)過渡的前沿，推出了首個車規(guī) 28nm eNVM技術(shù)，同時這也是 xMemory 的核心技術(shù)。與RRAM、MRAM、閃存等 NVM 技術(shù)相比，ST的嵌入式相變存儲器 (ePCM) 在能效、性能、面積 (PPA) 指標上表現(xiàn)更好。PCM 擁有業(yè)界最小的 eNVM存儲單元，18nm和28nm PCM的存儲密度是其他技術(shù)的兩倍。 

意法半導體eNVM 的PCM技術(shù)具是有非常獨特的特性的。首先也是最重要的，它提供了同類最小的存儲單元，存儲單元小不僅能夠帶來進一步的物理優(yōu)勢，同時也可以集成在嵌入式的微控制器當中，實現(xiàn)最小的存儲區(qū)。更重要的一點是，這一項技術(shù)本身有非常強的耐高溫性能，也有非常強的耐輻射性能。更重要的一點，它能夠在惡劣工況之下也保持較低的功耗，這一項技術(shù)從二十年前一直發(fā)展到現(xiàn)在，它的技術(shù)成熟度的水平已經(jīng)非常高了。 

當將現(xiàn)有的PCM的技術(shù)和其他的一些競爭對手在汽車當中所使用的技術(shù)來進行對比的時候，意法半導體需要清楚的考量，為什么高密度的內(nèi)存，以及包括內(nèi)存密度會如此重要。PCM技術(shù)能夠幫助主機廠在提供技術(shù)可能性的同時，在同樣大小的物理空間當中能夠擁有兩倍以上的信息存儲量。對于這個技術(shù)本身來說，意法半導體決定要使用它來進一步的提升我們產(chǎn)品新的屬性，稱之為xMemory，它最主要的一個特性是可以實現(xiàn)內(nèi)存芯片的可擴展性，也就是說，不管是在開發(fā)過程當中，甚至是在產(chǎn)品本身的生命周期當中，可擴展性都是產(chǎn)品非常重要的功能，因為它可以允許我們把在不增加總體運算和成本的情況下進一步的豐富產(chǎn)品的屬性。如果每次考慮到產(chǎn)品成本的時候，它和傳統(tǒng)的產(chǎn)品的可擴展性是不一樣的，在傳統(tǒng)產(chǎn)品的擴展性當中，我們所提到的是物理尺度的可擴展，而今天我們所提到的產(chǎn)品擴展性是更加屬性，以及包括功能的可擴展，與此同時，不需要去增加進一步的成本提升。這個技術(shù)對客戶來說有什么樣的價值呢？意味著客戶可以在他們?nèi)缃竦漠a(chǎn)品當中，進一步釋放產(chǎn)品的潛力，而無需從本質(zhì)上去改變產(chǎn)品本身。因為就產(chǎn)品本身來說，它仍然是同一款產(chǎn)品，它仍然是以同樣的開發(fā)目的在使用,使用在同樣的場景當中。 

不同于因需要不同存儲容量而使用多個不同芯片從而引發(fā)不同芯片相關(guān)的開發(fā)和測試成本，內(nèi)置xMemory的Stellar微控制器是當前市場首款可改變存儲配置的創(chuàng)新產(chǎn)品，為客戶提供了高能效和高性價比的解決方案。采用從一開始就簡化的方法，汽車制造商能夠使他們的汽車設(shè)計更具前瞻性。這種方法不僅在開發(fā)周期的后期為創(chuàng)新提供了更大的空間，還有助于降低開發(fā)成本，并通過簡化供應鏈流程來加快產(chǎn)品的上市時間。Stellar P6 MCU是首款采用 xMemory的Stellar微控制器，主要用于電動汽車的電驅(qū)系統(tǒng)新趨勢和架構(gòu)，計劃將于 2025 年底投產(chǎn)。 

汽車制造商需要無縫集成軟硬件，最大限度地提高軟硬件跨平臺二次使用率，延長汽車生命周期，并增強數(shù)字化功能。隨著汽車行業(yè)不斷推出新功能、新法規(guī)和對內(nèi)存容量需求很大的人工智能和機器學習應用，以及無線 (OTA) 更新功能，軟件變得日益復雜，內(nèi)存容量成為汽車發(fā)展的瓶頸。為解決這一挑戰(zhàn)，意法半導體的 xMemory 存儲技術(shù)可以在開發(fā)階段或車輛使用過程中擴大內(nèi)存容量，讓汽車應用程序更新升級不再受內(nèi)存空間的限制。

在軟件定義汽車生命周期開始階段選擇正確的MCU，可確保微控制器能夠為未來的軟件開發(fā)提供充足的存儲空間。選擇存儲容量過高的芯片會增加成本，而選擇存儲容量過低的芯片則可能需要后期尋找存儲空間更大的MCU，并重新測試，從而增加了開發(fā)復雜性、成本和時間。內(nèi)置xMemory的Stellar MCUs 的價格具有競爭力，可以節(jié)省更多成本，簡化OEM供應鏈，并延長產(chǎn)品壽命，最大限度擴大跨項目二次使用率，縮短檢測時間，從而加快產(chǎn)品上市。

對于xMemory來說，Davide Santo介紹它的第三大優(yōu)勢就是進一步加速上市時間。對于傳統(tǒng)的汽車主機廠而言，對于汽車概念開發(fā)，以及包括后期的車輛生產(chǎn)，往往需要很長的時間，一年時間來做產(chǎn)品概念生成，三年時間來做研發(fā)，甚至更長的時間來做汽車的生產(chǎn)。但是目前的情況是，在亞洲地區(qū)，特別是在中國，很多新的車企的平臺開發(fā)速度要快很多，較之傳統(tǒng)的主機廠商來說，這一進程已經(jīng)縮短了40%，而很多的車輛在現(xiàn)有的成熟平臺上來進行開發(fā)，它甚至可以將上市時間縮短60%。甚至很多車型不到18個月就可以上市。為了能夠進一步的確保我們和汽車行業(yè)的上市速度保持同步，整個半導體行業(yè)要必須要采取行動。就半導體行業(yè)而言，產(chǎn)品和驗證是需要時間的，整個芯片的開發(fā)，包括制造和準備都需要較長的時間。而對于xMemory來說，它本身的可改變存儲配置，就能夠幫助去滿足未來平臺不斷演進當中的需求，并且它非常的靈活，可以進行重復性的使用，更加面向未來的技術(shù)發(fā)展趨勢，可以隨著汽車行業(yè)當中技術(shù)的推移而產(chǎn)生相應的適應性的變化，并且能夠在未來的產(chǎn)品當中滿足多功能的復雜需求，而不需要主機廠進行重新設(shè)計，或者是重新制造零件。 

總結(jié)xMemory的價值，Davide Santo認為意法半導體現(xiàn)在擁有一個設(shè)計靈活的車規(guī)級微控制器產(chǎn)品組合，其中就包括產(chǎn)品多樣的Stellar系列，而隨著xMemory的推出，它能夠為意法半導體帶來一個更加靈活的產(chǎn)品組合。Stellar with xMemory微控制器獨特的價值是它能夠幫助車企以及包括客戶進一步降低開發(fā)成本和復雜性，并且進一步的加速產(chǎn)品的上市時間，降低客戶開發(fā)成本。