FRAM使安全氣囊系統(tǒng)更加智能化
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時(shí)間：2014-01-04
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安全氣囊系統(tǒng)正在經(jīng)歷兩個(gè)主要變革。首先，在較新型的安全氣囊系統(tǒng)中，增加了“智能”。不再像過(guò)去那樣用最大力打開(kāi)氣囊，好像所有的事故和乘客狀況都相同，而是根據(jù)具體的事故和乘客參數(shù)確定作用力，可能包括碰撞的嚴(yán)重度、乘員的重量以及座位相對(duì)安全氣囊的位置。那些曾經(jīng)受過(guò)標(biāo)準(zhǔn)安全氣囊影響的人會(huì)對(duì)贊同可變力的。智能安全氣囊也能分辨出乘客座位是否為空，如果為空，乘客安全氣囊就不必要打開(kāi)?？紤]到每部汽車(chē)的安全氣囊數(shù)量在增加，并且在即使很小的事故中更換氣囊的成本也在增加，因此在為消費(fèi)者大幅節(jié)省修理和保險(xiǎn)成本方面,這一變革是有潛力的。
第二個(gè)變革是汽車(chē)正日益配置事件數(shù)據(jù)記錄儀(EDR)，這種裝置能收集碰撞信息，類(lèi)似于飛機(jī)的“黑匣子”。安全氣囊電子控制單元(ECU)通常包括有EDR功能。這一分法很自然，因?yàn)镋DR沒(méi)有飛機(jī)“黑匣子”的殘存性要求，并且安全氣囊控制器是大量重要的傳感器輸入的主要接收者。汽車(chē)制造商也很快指出沒(méi)有獨(dú)立使用EDR的空間。
這兩種安全氣囊存儲(chǔ)器應(yīng)用對(duì)存儲(chǔ)器的要求很苛刻，但兩者卻完全不同。因?yàn)樵谥厥鹿手泻芸赡茈娫磿?huì)在某種程度上喪失，所以?xún)烧叨夹枰粋€(gè)非易失性存儲(chǔ)器。要重建事件，則數(shù)據(jù)必須存儲(chǔ)到系統(tǒng)中能寫(xiě)入的魯棒的非易失性存儲(chǔ)器中。圖1給出了一種具有FRAM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的基本安全氣囊系統(tǒng)的框圖。
對(duì)EDR，難點(diǎn)與希望的數(shù)據(jù)量和可用的存儲(chǔ)時(shí)間有關(guān)。預(yù)計(jì)新規(guī)則將大大擴(kuò)展要獲取的數(shù)據(jù)量。發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，電源很可能丟失。這時(shí)，EDR系統(tǒng)在系統(tǒng)掉電前，快速將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存下來(lái)。在事故中，電源總是突然斷掉，常規(guī)非易失性存儲(chǔ)方案花費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)，無(wú)法編程新信息。
FRAM提供的技術(shù)方案能同時(shí)應(yīng)對(duì)這兩種挑戰(zhàn)。像其它的可選方案一樣，FRAM具有可靠的非易失性存儲(chǔ)。主要差別是其寫(xiě)操作的高耐久性(能寫(xiě)很多次)和寫(xiě)速度。
安全氣囊應(yīng)用普遍選擇5V工作的串行外設(shè)接口(SPI)FRAM存儲(chǔ)器，這些器件的寫(xiě)耐久性超過(guò)1萬(wàn)億次(1×1012)寫(xiě)操作，這足夠智能安全氣囊連續(xù)寫(xiě)操作了，能實(shí)現(xiàn)乘員數(shù)據(jù)無(wú)縫記錄。這些器件也能以總線接口速度進(jìn)行寫(xiě)操作。無(wú)延遲地以5MHz到20MHz速率寫(xiě)能使主處理器流數(shù)據(jù)盡可能地快，同時(shí)丟失信息的風(fēng)險(xiǎn)非常小。非易失性、無(wú)與倫比的寫(xiě)耐久性再配上快速數(shù)據(jù)采集能力，使FRAM成為下一代高級(jí)安全氣囊系統(tǒng)的理想存儲(chǔ)器工藝。
以前，汽車(chē)應(yīng)用的主要非易失性存儲(chǔ)器工藝是柵極懸空的器件，如EEPROM或閃存。柵極懸空器件都采用一SiO2薄層將多晶硅柵極與溝道隔離。對(duì)器件編程時(shí)，在控制柵極上產(chǎn)生高壓使電子加速流向源極(N溝道器件)。因此，電子獲得足夠的動(dòng)能穿透絕緣層，在多晶硅材料上被捕獲(見(jiàn)圖2)。
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