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都说ADAS安全第一,可是谁来保障ADAS的安全?

发布时间:2018-06-25    来源:互联网    阅读:690

“Advanced Driver Assistance System”高级驾驶员辅助系统——包括ACC自适应巡航、AEB自动制动系统、车道偏离预警系统、车道保持系统、盲区监测系统等——是目前汽车迈向自动驾驶的重要组成部分。即便是L2级和L3级功能也需要最大程度的考量安全性和可靠性,也就是保证ADAS系统的稳定运行。

当前的ADAS系统组成主要有两个部分:大量的摄像头、各种雷达、红外线收发装置等组成的传感器系统,和电子控制单元ECU。打个比方,ECU就像是一个小型电脑,它会将传感器收集到的所有信息进行整合分析,然后交给中央处理器进行计算和预测,得出一个结果后再给到车辆指令,看是需要保持当前行驶还是进行提醒或者刹车等动作。

那么,保证ADAS的运行安全性,就好像我们在日常使用电脑的时候,要最大限度的保证系统不会出现“蓝屏”或者数据丢失,从而避免出现运行(驾驶)安全问题。

可是,ADAS系统最有可能的弱点在哪里呢?在驾仕派看来,和电脑、手机一样,最容易出问题地方之一是在存储芯片上,也就是发生存储数据差误。在汽车上这一问题会更加明显,因为汽车经历的震动、温差和散热性都要远比一般IT设备严苛,所以提供高安全性的闪存芯片也是保证ADAS系统安全运行的关键所在。

之前驾仕派的文章提到过,大量的芯片级创新都是由半导体厂商创造,然后提供给Tier 1和Tier 2做集成。这次在ADAS系统上的存储芯片也同样如此——近日,作为全球汽车产业NOR闪存芯片市占率第一的半导体企业,赛普拉斯发布了下一代的NOR闪存解决方案,被称之为“SEMPER NOR闪存产品系列架构”。

“存储的安全性和可靠性是自动驾驶和工业应用的首要考量因素。因此,我们专门推出了全新的Semper闪存产品系列,它符合功能性安全的相关标准,从而能够规避系统故障。”赛普拉斯在定义下一代系统对存储器要求的时候,是把安全性和可靠性放在首要位置的。

先科普一下什么是NOR闪存。NOR闪存是相对于NAND闪存而言的产品,“比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行”。一般来说,NOR闪存主要应用于手机、相机存储卡这类需要大量频繁写入小数据块的设备,而NAND闪存则是用在电脑上,用于替代传统硬盘。由此可见,适用于汽车子系统的闪存需要NOR型,适用于存储大量的程序代码和频繁写入相应的数据内容。

那么,Semper闪存有多可靠呢?

根据赛普拉斯给出的数据,新的512Mb 密度的产品可实现高达128 万次的程序擦除,而 1Gb 密度的产品则可实现高达 256 万次程序擦除;同时对于代码和配置存储来说,通过配置单个分区可以实现长达25年之久的数据留存。

据赛普拉斯存储器产品部门执行副总裁Sam Geha博士解释,普通芯片大概的擦除循环周期差不多在100万次左右,而赛普拉斯新的512Mb产品又提升了25%,1Gb产品则是提升了250%。“你可以把整个存储想象成一整块,它被切分成很多个小块。每一个小块可以擦除10万次,我们会知道这个分区已经擦除了10万次,下面就到下一个分区,所以根据分区的数量就可以准确的计算出可以擦除的周期。因为1Gb是512Mb的2倍,所以它的分区数量也是它的2倍,这就是为什么它擦除的周期也是它的2倍。”实现这一功能,赛普拉斯依靠了一个叫“EnduraFlex架构”的设计,Semper 闪存产品可以被划分为多个分区,并对各个分区的耐用性和长期存储能力进行单独优化,从而也简化了设计。

其实一般存储芯片只能做到可靠性和安全性二者选一,据赛普拉斯说现在Semper闪存是唯一两者兼顾的产品。在高安全性方面,对于赛普拉斯来说,NOR存储器不仅仅只是一个单纯的存储芯片,更是一个MCU微控制芯片组,包含了一块ARM Cortex M0芯片,并具有一些特别的功能,包括诊断、安全重启、SafeBoot、保护、接口CRC、很多数据的CRC,来确保数据安全性,同时也在接口上支持不同接口选择。

最终Semper芯片实现了符合JEDEC xSPI标准的400MB/s的最高读取速度、瞬时启动、更低的使用电量等等,同时可以及早发现潜在的故障,并很快地实现系统恢复。关于这个400MB/s的读取速度,一个对比是现在我们用的相机存储卡读取速度一般也就90MB/s。

这个具体到实际使用中,赛普拉斯方面表示,比如我们在车辆上启动了ADAS功能后,Semper闪存可以实现瞬时启动,系统马上进入工作状态,这样就不会有一个时滞,这点你可以想像一下以前机械硬盘和固态硬盘的启动时长差别。而且出现问题的话,系统也保证能够进入安全模式,程序代码或者数据的可靠性得到保障。另外就是高密度的存储可以更好的支持现在车辆越来越多的传感器,Semper芯片最大可以支持到4Gb,已经非常领先了。

赛普拉斯方面表示,汽车产品中一般用PPM来表示故障率,数据单位是百万分之一,而赛普拉斯的闪存芯片故障率是用PPB来要求,即十亿分之一。所以,这次新的Semper 闪存产品系列的架构和设计旨在打造无故障嵌入式汽车安全系统。

为此,这个产品是首款符合 ISO 26262的存储产品、是符合汽车行业的要求和 ASIL-B 的功能性安全标准。Sam GeHa博士解释说:“我们花了一年半的时间来明确ISO 26262标准的定义具体内容,大家可以看到相关的安全文档,我们必须要有这些安全手册和故障模式影响跟诊断的分析,也就是说你要知道在设计当中可能会出现哪些故障,从而提供相应的解决方案。”

事实上,Semper闪存不仅仅可以使用在ADAS系统里面,还可以应用到汽车仪表盘系统解决方案中,这样一是可以让系统加载和显示内容更快、在任何情况下都不会出现诸如“黑屏”一类的情况;二来可以借助于Semper闪存更好的实现OTA空中升级功能,而不需要在车内做MCU或外加低密度的存储芯片来做。

驾仕结语:

赛普拉斯认为,从2017年2022年,汽车行业正在经历从驾驶辅助系统到完全自动驾驶、以及从独立系统到车联网系统的快速发展,因此NOR闪存芯片的复合增长率将达到6%,其中ADAS系统中的使用将达到22%。此外,包括工业领域和5G无线连接基础设施等,也会驱动NOR闪存使用的大幅增长,赛普拉斯的测算分别是4%和10%。这些数据揭示了为什么赛普拉斯在不断地提升闪存芯片的功能安全性——而Semper闪存产品的推出,将延续其全球顶级NOR闪存供应商的地位,并维持其在汽车行业中占据大部分市场份额。

文|JackieLXX

图|网络