2018年，一贯低调做事的赛普拉斯(Cypress)突然变得高调起来，尤其是在汽车领域，用“火力全开”一词形容毫不为过。
5月中旬，赛普拉斯全球应用及销售执行副总裁迈克•贝罗(Michael Balow)带领汽车业务部门几乎全部的高层集体访华，畅谈了公司针对汽车市场智能化、网联化、电动化和自动化新趋势所做出的前瞻性部署；21天后，赛普拉斯存储器产品部门执行副总裁Sam Geha再次出现在媒体面前，这次，他带来的是面向汽车和工业领域的全新Semper NOR闪存产品系列。
NOR闪存需求旺盛
先让我们把时钟拨回到2014年。
那一年年中，尚未被Cypress收购的Spansion公司发布了最新的HyperBus接口，以及首个基于该新接口的产品家族—Spansion HyperFlash NOR闪存系列。当时，HyperFlash NOR闪存的读取吞吐量达到了惊人的333兆字节每秒，创业内之最。比同期市场上可见速度最快的四口SPI的五倍还快，而引脚数量却仅是并行NOR闪存的三分之一。
之所以花费精力设计HyperBus接口，Spansion方面称其最重要的推动力来自于提供功能丰富且交互度颇高的用户体验，已经成为嵌入式设计工程师的重要任务。以汽车电子的演进为例，短短数年内，数字仪表盘、高级信息影音系统、ADAS等配置已广泛普及。那么，对于实现此技术和即时启用的交互式图形用户界面来说，性能和速度就变得至为重要。
随着2014年12月Cypress以16亿美元的价格收购Spansion，相关技术也自然归入Cypress名下。而此次发布的Semper NOR闪存，在Sam Geha看来不仅仅是HyperFlash NOR闪存的升级版，更是一款颠覆性、开创性的产品。
赛普拉斯方面认为，从2017年2022年，汽车行业正在经历从驾驶辅助到完全自动驾驶、从独立系统到车联网系统的快速发展，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，工业和5G无线连接基础设施也会驱动NOR闪存使用的大幅增长，两者的增长幅度预计将分别达到4%和10%。
不久前，Cypress宣布将逐步退出中低密度NOR闪存市场的消息“一石激起千层浪”，Sam Geha对此回应称，消费电子类产品竞争激烈，市场起伏不定，而公司制定的战略是希望服务于汽车/工业等比较稳定的市场，因此缩减在消费电子领域的布局也在情理之中。根据他给出的规划，Cypress希望在未来三年内，将在汽车NOR闪存65%-70%的市场份额提升至80%-90%。
“快”，不是最重要的
根据Cypress给出的数据，通过对Semper NOR的分区配置，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。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。而这一功能的实现，则要依赖EnduraFlex架构，它将Semper闪存产品划分为多个分区，并对各个分区的耐用性和长期存储能力进行单独优化，从而使系统的设计得以简化。
MirrorBit技术是Cypress NOR闪存的基础架构。Sam Geha认为45nm是一个最具成本效应的技术节点，尽管32nm工艺会使存储芯片具备更高的密度，但他提醒说，“看问题要全面”。因为除了制造技术本身外，Semper自带的其它功能同样非常有价值。而且就目前的市场状况来看，客户最大的需求也就是4Gb，45nm技术已经足够应对，因此Cypress暂时不会考虑采用32nm工艺制造。从长期来看，需要着力解决的，反倒是如何扩大MirrorBit产品的产能。
在高安全性方面，Semper闪存产品系列包括了AEC-Q100汽车认证产品，支持-40°C至+125°C的扩展温度范围、1.8V和3.0V工作电压范围、512Mb至4Gb的存储密度，是首款符合ISO 26262功能性安全标准的存储产品，也完全符合汽车行业的要求和ASIL-B的功能性安全标准。该产品提供了Quad SPI、Octal SPI以及HyperBus接口的不同选择。其中，Octal和HyperBus接口的产品作为高性能x8 NOR 闪存符合JEDEC xSPI 标准，并提供400 Mbps的读取带宽。
像玩乐高一样构建NOR闪存平台
Semper NOR闪存其实已经超越了传统存储芯片的概念，更像是一个平台。在这个平台中既包含了45nm MirrorBit NOR闪存阵列、ARM Cortex-M0芯片、Quad SPI/Octal SPI/HyperBus接口等决定产品性能表现的单元，也包含了以诊断、安全重启、SafeBoot、分区保护、接口CRC、数据CRC为代表的功能安全性，以及ECC、EnduraFlex架构等对可靠性至关重要的组件。
“安全性和可靠性是我们设计Semper NOR闪存架构的核心思想和最高准则。”Sam Geha说，用户可以简单直观的将Semper NOR闪存架构理解为用乐高颗粒搭建模型的过程。比如一些低端车型如果只需要闪存这一基本功能，那么其它额外的功能就会被从架构中拿掉，用户也无需为此付费，从而最大程度的满足不同需求。而对Cypress来说，他们今后也会非常便捷的在该平台上添加更多的产品和功能，不用每次都走一遍设计流程，从而使总体的拥有成本降低到最低。
“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。”Sam Geha说汽车产品中一般用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来要求的，即十亿分之一。
他同时列举了Semper NOR闪存在ADAS系统和汽车仪表盘系统中的应用。当车辆启动ADAS功能后，Semper闪存可以实现瞬时启动，避免系统产生时滞。如果出现问题，则可以确保系统顺利进入安全模式，保障程序代码或者数据的可靠性。此外，最高4Gb的存储密度，也能够更好的支持汽车中越来越多的传感器数据。
而在汽车仪表盘系统解决方案中，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，而不需要在车内额外增加MCU或其它低密度存储芯片。
目前，赛普拉斯512Mb Semper闪存产品处于为重要客户提供样品的阶段，成熟的样品将于 2018年4季度推出。使用24-ball栅阵列(BGA)、16-pin SOIC以及8-contact WSON封装的产品，预计将于2019年第一季度量产。
本文为《电子工程专辑》原创，版权所有，转载请注明出处并附链接
关注最前沿的电子设计资讯，请关注“电子工程专辑微信公众号”。
