既然大家都知道存储容量越大越好，车机的内存是不是也可以类似手机这样，直接更换大容量芯片呢，而且手机内存升级的技术都这么成熟了，那么在车载的域控制的存储芯片目前都还比较小，能不能自己更换一步到位呢？
老铁们，这个还真不能直接更换，虽然都是存储芯片，智能座舱的芯片和普通消费级的存储芯片区别还真的不是一丁半点，接下来仔细说说。
2.1. 安全可靠性的要求
我们先来看一个案例，特斯拉因内存问题，召回了约 13.5 万车，其中包括 2012 至 2018 年产的 Model S，以及 2016 至 2018 年产的 Model X，特斯拉表示8GB eMMC 内存达到寿命后，对应的控制器会失灵，从而导致屏幕上的后视、除霜设定、调整转向灯等功能都无法正常工作。这一问题一般会在用车五到六年后开始出现，特斯拉现在给出的办法是免费更换 64GB 的 eMMC内存。
智能座舱域控制的存储芯片必须要达到车规级要求
由于汽车是一个耐用型消费产品，所以同消费电子市场不同，需要有非常久的供货周期，由于供应链的标准非常严格，而且车载存储本身在设计和生产上都会面临比较大的挑战。
汽车车规级芯片的设计非常长，而且域控制的存储芯片，存储非常重要的一些车身控制信息，上面那个特斯拉就是一个例子，所以需要对于重要信息存储的应用保障，需要有非常高的安全标准。
首先要保障的就是高温度的运行条件，普通消费电子产品就是在-10℃-50℃能够正常工作就行，由于汽车行驶的外部环境温度变化非常大，比如像后视镜那个区域，太阳长时间照射后的温度可以达到90-100度左右，这对存储器的宽温控制性能有很高的要求。不同位置的存储要求还稍微有一些区别，如果是单纯的娱乐产品，不涉及到安全应用等数据，要求-40到85摄氏度，如果是智能座舱的域控制存储芯片，这个至少要满足-40度到105度的温度设计，以保证在极低温环境和高温环境下的宽温范围内存储性能都可稳定发挥，故障率为0。
信号的可靠性及完整性要求：
在很多驾驶环境下会经常有电磁波等环境干扰，这对数据的可靠性也会产生不小的影响，所以在设计上也会针对存储器的抗干扰性能做很多工作。除此之外，在关乎整车行驶安全性的部分，车载存储器在响应速度、抗振动、可靠性、纠错机制、Debug机制、可回溯性以及数据存储的高度稳定性等方面，相比消费类产品来说也都提高了很多个量级。
不是所有的牛奶都叫特仑苏，不是所有的存储芯片都是车规级存储芯片。芯片从设计到车上测试验证、真正实现量产一般需要至少4~5年，是经过长时间的验证，不能轻易更换存储芯片。
智能座舱域控制对于存储容量的要求：
上图是一个智能座舱域控制器的框架图。
车机硬件主要是原始感光或应声部件，用于接收DMS摄像头输入的驾驶员面部或手部信息及OMS输入的乘员信息。同时，接收车内乘员输入的相关语音信息，车载音响、显示等硬件单元。
可以看到，智能座舱域控制的算力和存储都非常庞大，要处理非常多的事项，包括人机交互语音、人脸、手势等各种信息的处理。
还有中控导航、液晶仪表、HUD等显示信息的输出，还要兼容第三方软件APP的应用，包括天气、地图，还有系统软件的存储，车机权限的管理、车机OTA升级的处理等等，对于存储芯片的要求，前面已经提到了空间要大的诉求，除此之外还有一些其他性能的要求。
2.2. 读取速度要快
无论是技术还是容量，车载导航基本上都是复制着手机的发展趋势，最开始车载导航的地图都是使用外接的SD存储卡进行存储，要更新地图的时候，直接把SD卡取出来去4S店进行更新最新地图就行，而且每年都要付费。
现在手机的接口都从eMMC到UFS接口了，智能座舱存储芯片的接口也会从eMMC接口变更到UFS接口了，我们再来看看为什么有这样的趋势。
上图就是UFS接口和eMMC接口的区别，内核都是NAND flash，在控制接口不同协议，通讯的速度eMMC 最大速度是400MB/s，而UFS 接口通讯最大速度是1160MB/s。
速度越快的优势也就越大，想想液晶仪表需要在开机的时候最快能够输出界面给用户，目前赛普拉斯的平台可以做到开机时间为0.7S，中控导航在用户点火倒车后需要在1.5S之内给用户输出倒车的图像，这个时候除了软件策略优化外，最最重要的就是软件的读取速度要快。
可以看到，UF2.1在850MB/s通讯速度下，比QSPI NOR FLASH的速度54MB/s要快10倍以上，此时启动64MB 的boot区域的数据只需要115ms，也就是0.1S，而使用NOR FLASH 需要1185ms，需要1.1S的时间，这个体验是极致的提升，这个仅仅是在开机速度，而且在文件或者音视频存储的时候也能更用户非常好的体验，比如你录制的一个比较大的视频，如果半天转圈不能存储下来，这个是非常影响用户体验的。
可以看到在数据存储的接口方面，车载通讯的接口朝着速度更快的接口协议进行发展，目前主流的车载存储采用的是eMMC5.1和UFS2.1的接口协议。
目前在汽车前装市场领域，应用最大的是e.MMC，主要应用在TBox网端和ADAS上，有些中低端车载娱乐系统也会使用8-32GB的e.MMC。
所以要满足读写速度快的诉求，座舱领域的存储至少要满足UFS2.1。
2.3. 可灵活配置SLC存储的需求
在5G移动网络下，智能汽车还有一个内存消耗大户，就是事件记录装置。以前的汽车最多配一个行车记录仪，记录一些简单的交通取证视频，以前很多时候都是插入TF卡，把数据存储在TF卡里面。
不同质量的TF卡的擦写速度不同，而且经常振动，导致这个接触不良，就会存在卡损坏，擦写久了以后，写卡的速度会下降的非常厉害，经常是半年左右就要更换一张卡，否则就损坏了。上图可以看到1200次擦除后的数据同最开始做对比，擦写寿命降低了30%，错误率增加了50倍，写卡速度也降低了90%，基本上就是处于报废边缘了。
大家都知道，如果开车行车记录仪中存储的内容基本上是一周左右，因为那个存储卡的刷写都是覆盖方式，比如一个16G的TF卡，视频存储满了16G后才逐渐把前面的内容进行覆盖，所以如果哪天心血来潮要看一个月的视频数据，对不起，这个已经覆盖掉了。
为了改善用户自己配卡，经常接触不良，一年左右就要更换TF卡的尴尬体验，很多车厂都已经逐步开始使用内置的UFS的存储器来进行数据的存储。
首先还是确定一个概念，EMMC是NAND FLASH构成的，所以NAND FLASH的SLC、MLC、TLC在EMMC中同样存在，也会存在擦写寿命的困扰，正常SLC可以擦写的寿命是60000次，缺点是存储容量低，大容量的非常贵。现在大容量的EMMC芯片，主要还是MLC格式。
我们以1080P录制高清视频为例，
1080P60视频1秒钟的数据量大小 = 2200 X 1125 X 60 = 148.5M，视频的格式是RGB888的传输格式，摄像头过来的信号基本上是YUV4：2：2，此时1S的数据量为100M，录制一分钟的视频容量大小是100MB*60S= 6GB的数据，录制一个小时视频的原始数据就是 360GB。
此时录制到EMMC的数据，是视频压缩数据，一般压缩格式是H.264,此时压缩的比例为60:1，此时一个小时占据的存储大小也是6GB。
如果我们此时划分32GB容量大小给到行车记录仪进行录制，此时相当于可以录制5个小时左右的视频就需要进行强制覆盖了。一天24小时，也即是可以进行4次左右的覆盖，按照3000次额擦写寿命，也就是可以满足750天的使用寿命，这个时候完全达不到车厂要求的10年的寿命周期要求。
此时可以这样选择，把32GB的MLC存储空间配置为16GB SLC格式，这个时候虽然存储空间减少为了一半，只有16GB，但是可以支持的擦写次数变为60000次了，此时计算出来，可以满足17.86年的循环使用寿命。
因为智能座舱有不同存储的要求，需要支持类似行车记录仪等大数据的读写存储，而且寿命要求比较高，所以需要支持能够灵活进行SLC的配置要求。
2.4. 可支持动态 动态磨损均衡技术
由于闪存的可擦写次数是有限的，当某些数据被频繁修改时容易导致对应的块很快被耗尽使用寿命，从而导致整块盘无法使用，所以需要有一种技术来将这些块的擦写均摊一下，延长使用寿命。
首先看几个相关的基本概念：
因为闪存不能覆盖写，如果要修改已有的数据需要将原有的数据擦除再写入新的数据。被频繁修改的数据很烫，叫做热数据
而写入以后就很少修改的数据无人问津就像打入了冷宫一样，叫做冷数据。
已擦写次数较少的block，还很年轻，生命力强，所以叫做Young block。相对的 Old block就是已擦写次数较多的block，剩下的次数不多了。
闪存又贵还擦写次数那么有限的，这还怎么玩？于是有了Wear Leveling这样的技术通过磨损均衡来延长闪存的寿命。
在没有wear leveling的情况下，某些block很可能会被频繁的反复擦写，最终报废，降低了闪存的寿命。Wear Leveling技术就是将擦写操作均摊到各个block，以防止某些block被提前耗尽使用寿命。
Wear Leveling技术按算法分为动态和静态，按作为域分为本地和全局：
在车载领域重点使用的是DynamicWearLeveling动态磨损均衡。
当需要覆盖写的时候，新的数据写到free的page上，而旧的数据被标记为invalid，等待垃圾回收擦除。
从上图中可以看出2nd WRITE去改写LBA#6的数据，被写到了新分配的page并不是直接在原page上做修改。3rd WRITE也是同理，到Nth WRITE,数据已经被改写了N次，但是垃圾回收还没有发生，所以有很多的Invalid page。
对比上图垃圾回收的左右两个图，可以看到垃圾回收把Invalid的page都擦除了，而且数据LBA#6也被搬移到了新的block。这是因为就像开头说的，闪存擦除的最小单位是block，所以当block中有用户数据的时候是需要迁移的。
弊端：动态磨损均衡有一个明显的弊端是，当一个数据是冷数据，放在那里N久都没被修改的情况下，他所占用的block擦写次数很少，但是又不能拿来做磨损均衡。
通过上图可以看到，红色部分是系统区域的数据，这里需要注意的一点，系统OS区域的数据是不用来做磨损均衡的，只有用户使用的区域数据才能用来做动态磨损均衡。
2.4. SMT烧录数据的稳定性
很多使用EMMC的厂家，这个烧录也是非常痛苦的一个过程，有的是前面通过烧录器提前烧录好后，过完SMT后，在DIP组装工序发现部分不开机，这个时候就非常痛苦，需要排查半天的问题。
最终定位到软件丢失，此时又需要重新烧录软件（如果是内置高清地图10G），经常是通过USB来升级，此时一台的烧录时间至少为15分钟以上。
这个十分影响产线的生产效率，如果不提前烧录，直接在后端进行烧录，此时就无法通过SMT后进行对应的功能检查，同时也需要大量的烧录工装，也是否影响整个生产节拍。为什么会发生掉软件的问题呢？
前面已经知道，TLC、MLC和SLC的差异，TLC制程的，比如在0-3.3V中要分离出8个等级，此时过SMT 245℃的回流焊接的时候，此时电平在里面极容易进行轻微放电，此时就可能把L5的电压修改到L4或者其他等级。
而SLC，只有高低电平的区别，此时这个反而没有那么容易放电跌落进去，范围分界线比较远，所以看到掉程序的都是MLC 制程以上的eMMC，而是数据都是放电导致，因为机器本身没有上电，不存在充电的情况，所以数据位的翻转都是由1修改为0的错误。
目前西部数据的车规级级芯片，支持100%的预烧录，完全让用户放心的使用，不用担心SMT掉数据的风险，解决了用户的后顾之忧。
III
西部数据 iNAND AT EU312 UFS 满足智能座舱存储的“白马王子”
3.1. 高容量（存储容量范围从16G-256GB可选）
首先这个系列是有不同容量配置的，可以满足智能座舱不同阶段产品的存储容量需求。
可以看到存储容量从16GB-256GB系列都有，有的车型还是传统配置，此时中控导航可以选择32GB的配置，如果已经是高通8155或者8295的配置，此时存储可以选择128GB，甚至256GB的配置。
3.2. 高可靠性
除了容量可以满足整个智能座舱的需求外，在可靠性安全性方面，西部数据也是下足了功夫。
新款 256GB 西部数据 iNAND AT EM132 嵌入式闪存盘采用 64 层 3D NAND TLC 闪存技术，产品生命周期超越了 2D NAND，以满足不断变化的应用需求和不断增长的容量需求。
西部数据 iNAND AT EM132 嵌入式闪存盘通过了 IATF16949 认证，符合 AEC-Q100标准，并遵守 ISO26262 NAND 闪存安全机制指南，还囊括了专为密集型汽车工作负载而设计的丰富汽车功能，包括：先进的运行状况监控、热管理、自动和手动读取刷新、强大的电源管理、数据保存性超过 JEDEC 标准、先进的数据保护和纠错技术。
3.3. 高速度
基于优化的3D NAND技术和快速的UFS v2.1接口，EU312 EFDs的iNAND提供了卓越的读写性能，为大多数数据密集型汽车应用程序提供了嵌入式存储解决方案。
写入速度高达 550 MB/s ，读速高达 800 MB/s，完完全全能够满足现在智能座舱的读写速度的要求。
3.4. 灵活的汽车特殊功能
包括高级运行状况状态监视器、增强的电源故障保护、快速启动、增强的SLC LUN和OEM可配置的启动分区。
由于汽车运行在非常复杂的环境，会存在中控导航的供电线和车身的蓄电池12V电源接触不良的情况下，而且车规级的7637-2的实验也会这样的模拟掉电50ms在恢复正常电压的情况，正常中控导航设计会有大电容来保障这样的意外掉电时整机能够正常运行，所以也需要各个零部件能够有增强的电源保护，保障存储存储的安全。
此时如果不使用增强的电源保护，在进行关键数据的保存时候，就会有失效的风险。
针对广泛的读/写密集用例进行优化 ，这个在一些数据经常需要读写的区域，是非常有用的，比如前面提到的行车记录仪的图像保存的区域，不适合做全区域的动态均衡，此时这个功能就能让寿命提高不少。这几个汽车的特殊功能对于智能座舱而言，都非常重要。
选择西部数据存储，智能座舱存储芯片放心使用。
西部数据有30多年的闪存开发和系统设计专业经验。在闪存芯片的设计、制造、装配、测试、可靠性分析和监控的完全垂直集成，支持整个产品生命周期。
在车载存储方面，可以扩展PCN和EOL的支持，也支持提供汽车行业专有的 生产部件批准程序(PPAP)文件， iNAND AT 系列专为高可靠性车载应用而设计，整个制造流程中DPPM都非常低。
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