車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)完整性

　　當(dāng)今信息娛樂(lè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。這些數(shù)據(jù)往往是設(shè)備正常工作所必不可少的，且數(shù)據(jù)以用戶(hù)為中心，隨用戶(hù)的環(huán)境變化 (如接收當(dāng)?shù)亟煌ㄐ畔? 而改變。

突然掉電

　　許多車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員面臨的普遍問(wèn)題是突然掉電。掉電一般在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火重啟時(shí)發(fā)生。掉電會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞，從而中斷正常的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，除非在設(shè)計(jì)中采用了維持?jǐn)?shù)據(jù)完整性的預(yù)防措施。

　　采用下述標(biāo)準(zhǔn)電路技術(shù)，可讓大多數(shù) F-RAM 非易失性存儲(chǔ)器避免汽車(chē)設(shè)備因突然掉電而引起的各種隱患。首先，使用 F-RAM 存儲(chǔ)器替代 EEPPROM+ 電容器組合。F-RAM 的功耗比 EEPPROM 小，寫(xiě)入速度快得多；因此，當(dāng)出現(xiàn)掉電時(shí)無(wú)需借助電容器來(lái)維持完成寫(xiě)操作所需的能量。此外，采用 F-RAM 的解決方案板卡占位尺寸比 EEPPROM+ 電容器組合小。同時(shí)，對(duì)于需要大容量電容器的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，省去電容可大大降低系統(tǒng)成本。

　　下面的兩個(gè)電路本質(zhì)上是等效的：



　　F-RAM 常用于需要在掉電瞬間保存數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中。下圖所示為典型的 RC 電壓衰減曲線。微控制器 Vdd 電壓從 3.1V 開(kāi)始下降，并一直降到 2.8V，然后低電壓檢測(cè)器就會(huì)觸發(fā) MCU 復(fù)位，并防止繼續(xù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)。在下面的例子中，MCU 在這兩個(gè)電壓點(diǎn)間只有 10 毫秒的時(shí)間，剛好足夠向 EEPROM 中寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)或一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)。而在同樣的時(shí)間內(nèi)，采用串行外設(shè)接口 (SPI) 的 F-RAM 可以完成 50,000 次寫(xiě)入操作。



　　為了在突然掉電時(shí)保證數(shù)據(jù)的完整性，先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)采用了 F-RAM。在那些需要從 DVD 中讀取播放軌跡信息的設(shè)備中，F(xiàn)-RAM 被用于記錄 DVD 的讀頭位置，這樣，當(dāng)意外掉電時(shí) (如發(fā)電機(jī)熄火)，DVD 播放器能迅速?gòu)淖罱挠洃浳恢没謴?fù)播放。這個(gè)解決方案利用了 F-RAM 幾乎無(wú)限的耐久性，能不停地記錄讀頭的位置。

　　這種技術(shù)常用于防止汽車(chē) DVD 因電源故障丟失數(shù)據(jù)。由于 F-RAM 記錄了 DVD讀頭的位置，電影就可準(zhǔn)確地從其中斷處恢復(fù)播放。這個(gè)功能非常有用，讓觀看電影的孩子們不會(huì)再抱怨電影因?yàn)榧夹g(shù)問(wèn)題而要從頭播放。

　　F-RAM 還能解決導(dǎo)航系統(tǒng)與衛(wèi)星失去聯(lián)系時(shí)的定位問(wèn)題。這種問(wèn)題一般發(fā)生在汽車(chē)進(jìn)入隧道或地下車(chē)庫(kù)時(shí)。如果 F-RAM 能不停地記錄汽車(chē)的位置，當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)在獲得新的衛(wèi)星位置前，可以使用 F-RAM 中保存的位置信息。這也意味著突然掉電時(shí)仍有位置信息。這種連續(xù)不斷的寫(xiě)入是使用高耐久性 F-RAM 的常用技術(shù)。

高耐久性/低功耗

　　除常規(guī)的音頻通道外，當(dāng)今許多新型汽車(chē)無(wú)線電都要處理大量的數(shù)據(jù)，包括交通或天氣信息，以及道路狀況，而且這些信息必須在汽車(chē)一啟動(dòng)時(shí)就有。這意味著汽車(chē)引擎關(guān)閉時(shí)，無(wú)線電必須下載這些數(shù)據(jù)。由于系統(tǒng)并不知道駕駛員何時(shí)返回汽車(chē)，它必須不停地下載和保存這些數(shù)據(jù)。

　　汽車(chē)制造商一方面希望汽車(chē)無(wú)線電越來(lái)越先進(jìn)，但另一方面卻嚴(yán)格地限制了從汽車(chē)電源獲取的電量，尤其是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)。這就對(duì)汽車(chē)信息娛樂(lè)設(shè)備設(shè)計(jì)人員提出了非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。F-RAM 之所以能解決這個(gè)問(wèn)題，是因?yàn)槠洳皇艽鎯?chǔ)器耐久性的限制，可在需要時(shí)不停地記錄數(shù)據(jù)；即只要接收到數(shù)據(jù)，就可以寫(xiě)入 F-RAM。而無(wú)線電完成寫(xiě)入操作后便會(huì)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，并等待下一個(gè)喚醒指令。

　　此外，寫(xiě)入 F-RAM 所需的電量比寫(xiě)入 EEPROM 低得多 (寫(xiě)入 64k 位數(shù)據(jù)的功耗約為EEPROM的六十分之一)，進(jìn)一步降低了整體功耗要求。這類(lèi)應(yīng)用中采用 EEPROM 是不行的，因?yàn)槠淠途眯圆粔?，而且?xiě)入功耗太高。

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　USB 連接正成為新款汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)接口。有了 USB 接口，就可以通過(guò)汽車(chē)音響設(shè)備播放存儲(chǔ)在便攜播放器/U 盤(pán)中的歌曲音樂(lè)。該 USB 接口必須能識(shí)別市面上各種音樂(lè)存儲(chǔ)設(shè)備及各種音/視頻文件格式；以及能保存不同設(shè)備 (如 MP3 播放器或 U 盤(pán)) 的播放列表、能夠調(diào)出每個(gè)設(shè)備上各個(gè)播放列表最后的播放點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)都保存在 F-RAM 中，這樣就可準(zhǔn)確地從汽車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前的中斷點(diǎn)恢復(fù)播放音樂(lè)。利用 F-RAM 的非易失性和高耐久性便能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能。

　　能否存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)對(duì)下一代導(dǎo)航系統(tǒng)也非常關(guān)鍵。未來(lái)導(dǎo)航系統(tǒng)令人期待的一個(gè)遠(yuǎn)景是，能夠通過(guò)服務(wù)器獲取駕駛員關(guān)注的一些當(dāng)?shù)匦畔?。這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括行駛前方的周邊情況，如餐廳、景點(diǎn)和娛樂(lè)活動(dòng)等。這些不斷變化的數(shù)據(jù)一旦被接收，就迅速寫(xiě)入 F-RAM，確保斷電恢復(fù)后能立即獲得最新采集到的數(shù)據(jù)。

　　導(dǎo)航系統(tǒng)的另一個(gè)未來(lái)功能是傳送當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)。隨著電子穩(wěn)定控制應(yīng)用越來(lái)越多，汽車(chē)可探測(cè)到路面的結(jié)冰情況并傳送給導(dǎo)航系統(tǒng)；而后者將向服務(wù)器報(bào)告這一情況。這樣，正在咨詢(xún)?cè)摲?wù)器的其它導(dǎo)航系統(tǒng)就可獲得該路段的告警信息。

　　保存動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)也是許多新款汽車(chē)無(wú)線電的必備功能。保存的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可能是：

　　·喜愛(ài)的歌手/歌曲：系統(tǒng)會(huì)記住你喜愛(ài)的歌手/歌曲，并在你喜愛(ài)的歌手/歌曲在另一個(gè)電臺(tái)播放時(shí)轉(zhuǎn)至該臺(tái)。

　　·喜愛(ài)的電臺(tái)：系統(tǒng)會(huì)在你經(jīng)過(guò)不同的地區(qū)時(shí)記住你喜愛(ài)的電臺(tái)，并在類(lèi)似的行程中調(diào)諧到這些電臺(tái)。

　　·上次收聽(tīng)的電臺(tái)：系統(tǒng)能記住你上次收聽(tīng)的電臺(tái)，并且在收到指示時(shí)快速調(diào)回該電臺(tái)。

　　所有這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)都必須針對(duì)不同的旅程保存下來(lái)，這就需要非易失性的、能夠頻繁寫(xiě)入且功耗低的存儲(chǔ)器。

　　動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)是許多汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)的基本要素，保護(hù)這些數(shù)據(jù)非常重要。F-RAM 具備快速寫(xiě)入、幾乎無(wú)限的耐久性及低功耗的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可讓設(shè)計(jì)人員確保這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)具有更高的可用性和完整性。