F-RAM存储技术进入汽车核心应用领域

众所周知，汽车市场在采纳新技术方面一向在有条不紊地缓步进行。通常一项技术首先在娱乐和导航系统中使用，而这些车舱内的汽车应用并没有暴露在极端温度下，技术发展成熟的最后一步通常是用于高温的汽车应用。

F-RAM存储器技术也在沿着这种轨迹发展。作为下一代非易失性存储器中的成熟技术，F-RAM以其快速的写入和无限次读写等特性开始在汽车设计领域中崭露头角。该技术的最新发展是首款F-RAM产品成功获得AEC-Q100 在?40℃到 + 125℃(Grade 1 ) 的标准认证，将可广泛应用于各种核心汽车平台。

获得Grade1认证的器件可以在125℃高温环境中正常运作。器件认证采用指标来模拟系统的工作寿命，要实现这种级别的性能，需要在整个温度范围具有稳定的可靠性。

Grade 1认证对非易失性存储器更提出了额外的挑战，它要求非易失性存储器在掉电时也必须在系统的整个生命周期具有数据保持能力。高温是数据丢失的主要催化剂，而125℃工作环境更提高了这一门槛。

对于高温汽车应用，工作温度图分为两部分。第一部分是当车辆行驶时，包括引擎、传动和刹车等发热源所产生的温度。不过，汽车处于高温下的时间总量只占整个生命周期的很小比例。第二部分是非行驶时。车辆的大部分时间都处于非行驶状态，但仍需要计入数据保持的期限中。在这种情况下，温度范围由室外环境温度决定。

为了让F-RAM存储技术能够适用于引擎盖下应用，必需开发出把两部分温度图考虑在内的数据保持规格。第一部分是行驶寿命；第二部分是车辆总体寿命中行驶以外的剩余部分。车辆寿命的高温部分以没有大维修的250,000 公里 (155,000 英里) 的行驶目标为基准。假设平均速度为每小时56 公里 (35 mph)，则行驶时间大约只为4400小时。在这期间存在一个行驶的高温图表，其范围从汽车发动时的周围环境温度到+125℃。图1是一个典型的温度图。



图1 典型温度图  

若此模型假定行驶时间为7400个小时，在图1中，大约3500个小时在105℃之下、3900小时在105℃及以上。该图的平均温度在103℃左右。为此，F-RAM数据保持规格被设定为125℃的9000个小时。考虑到汽车行业对可靠性的期望，这是一个合理的设定。

汽车生命周期的第二部分是非行驶时间。假定大约为14年或125,000个小时。汽车在非行驶时处于低温状态。图2是一个平均温度为38℃的典型温度寿命图。



图2 平均温度为38℃的典型温度寿命图  

从数据保持能力的角度来看，相比于高温要求，在38℃平均温度下125,000个小时的影响是微不足道的负担。需注意，非行驶时的图表偏向极暖的气候。面对保持数据的目的，这是最恶劣的情况假设。再次说明F-RAM规格是个宽松的设定，即在55℃之下17年的时间。

经+125℃认证F-RAM存储器的推出，为汽车系统设计人员提供了数据采集和存储方面的新选择。目前F-RAM经已在引擎监控、转向、传动、轮胎压力监控等高温应用中获得业界高度的关注。