隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展影響到從工業(yè)到消費(fèi)類應(yīng)用的方方面面，以及隨之而來的新嵌入式設(shè)備的爆炸式增長(zhǎng)，MCP 正在迅速發(fā)展以滿足不斷變化的需求。機(jī)器通過各種無線協(xié)議連接在一起并進(jìn)行通信的能力正在推動(dòng)許多特定領(lǐng)域的增長(zhǎng)，例如家庭安全、可穿戴設(shè)備、智能計(jì)量、汽車信息娛樂和其他空間受限的應(yīng)用，其中 MCP 很好地對(duì)齊。

MCP 最初是在蜂窩電話時(shí)代初期推出的，與單獨(dú)的外部存儲(chǔ)器類型相比，它具有許多優(yōu)勢(shì)。MCP 將 NVM（提供應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和其他關(guān)鍵代碼/數(shù)據(jù)執(zhí)行的啟動(dòng)）與 RAM（用作高速臨時(shí)存儲(chǔ)器）堆疊在一個(gè)封裝中。除了減少面積、提供更少的球數(shù)以及提高性能和密度之外，MCP 還通過使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JEDEC 接口和存儲(chǔ)器類型卸載微控制器 （MCU） 的嵌入式存儲(chǔ)器來簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)考慮。所有這些特征都推動(dòng)了 MCP 在 IoT 應(yīng)用中的采用，例如汽車信息娛樂和主動(dòng)安全系統(tǒng)，我們將對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的研究。

圖 1： MCP 將非易失性存儲(chǔ)器 （NVM） 和易失性存儲(chǔ)器 （RAM） 組合在一個(gè)封裝中

汽車內(nèi)存要求

物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在正在進(jìn)入汽車，它集成了類似智能手機(jī)的功能，使用戶能夠在舒適的汽車上播放音樂、預(yù)訂餐廳和購(gòu)買電影票。因此，車載內(nèi)存需求不斷增長(zhǎng)，聯(lián)網(wǎng)汽車的主要貢獻(xiàn)者是信息娛樂系統(tǒng)中包含的通信模塊，使用戶能夠在旅途中隨時(shí)連接。

對(duì)于當(dāng)今的內(nèi)存解決方案，高溫和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)鍵。由于汽車市場(chǎng)對(duì)質(zhì)量、可靠性和工作溫度的嚴(yán)格要求，聯(lián)網(wǎng)汽車應(yīng)用需要特定的內(nèi)存解決方案；這些系統(tǒng)的關(guān)鍵性質(zhì)為錯(cuò)誤留下了最小的余地。汽車市場(chǎng)獨(dú)特的功能要求包括：

零缺陷方法——在產(chǎn)品生命周期內(nèi)不出現(xiàn)故障

持續(xù)改進(jìn)過程——持續(xù)關(guān)注提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量，包括遺留產(chǎn)品

汽車級(jí)選擇——在制造、組裝和測(cè)試方面的嚴(yán)格選擇標(biāo)準(zhǔn)，以確保最高質(zhì)量的產(chǎn)品

長(zhǎng)生命周期 – 10 到 15 年的產(chǎn)品可用性和支持

Burn-In Flow – 模擬產(chǎn)品生命周期的第一年以提高整體質(zhì)量，即邊際產(chǎn)品失效時(shí)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

工廠和組裝場(chǎng)所的汽車認(rèn)證 – 符合 ISO/TS 16949 的工廠和組裝認(rèn)證

AEC-Q100 – 基于失效機(jī)制的集成電路壓力測(cè)試認(rèn)證

汽車文檔，例如：

生產(chǎn)部件批準(zhǔn)流程 （PPAP） 文件 - 說明模具制造地點(diǎn)、部件組裝地點(diǎn)和測(cè)試地點(diǎn)的附加文件，以便有正式的退貨授權(quán) （RMA） 跟蹤

8D 故障模式和影響分析 （FMEA） 支持 - 深度支持，有保證的時(shí)間表和明確的改進(jìn)步驟

為了滿足這些要求，汽車應(yīng)用中的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施需要具有密度、功率、尺寸、性能、溫度、可靠性、成本和支持的正確組合的內(nèi)存配置。MCP 能夠支持車載信息娛樂和主動(dòng)安全系統(tǒng)，同時(shí)大大減少內(nèi)存占用。

聯(lián)網(wǎng)汽車中的 MCP

為了滿足下一代汽車應(yīng)用的內(nèi)存密度和小尺寸需求，汽車制造商正在使用具有成熟工藝節(jié)點(diǎn)和設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的 MCP。

信息娛樂

信息娛樂系統(tǒng)已經(jīng)擴(kuò)展到包括管理和播放音頻和視頻內(nèi)容；利用導(dǎo)航駕駛；提供后座娛樂，如電影、游戲、社交網(wǎng)絡(luò)等；收聽傳入和發(fā)送傳出的 SMS 文本消息；打電話；訪問支持互聯(lián)網(wǎng)或支持智能手機(jī)的內(nèi)容，例如交通狀況、運(yùn)動(dòng)成績(jī)和天氣預(yù)報(bào)。未來的系統(tǒng)希望通過 3D 地圖等附加功能使信息娛樂系統(tǒng)成為車輛的中心點(diǎn)。

這些信息娛樂系統(tǒng)需要連接到互聯(lián)網(wǎng)，該連接由位于汽車空間受限區(qū)域的 2.5G、3G 和 4G 連接模塊提供，這些模塊有時(shí)只有一張郵票那么大。 。

NAND MCP 利用 1Gb 到 8Gb 的密度來滿足信息娛樂系統(tǒng)的不同內(nèi)存需求。特別是，與其他形式的 NAND 閃存相比，SLC NAND 閃存在溫度范圍內(nèi)提供更好的數(shù)據(jù)保留和編程/擦除 （P/E） 循環(huán)，以滿足惡劣溫度環(huán)境下對(duì)高可靠性的需求。

主動(dòng)安全和駕駛員輔助

另一個(gè)快速增長(zhǎng)的汽車細(xì)分市場(chǎng)是高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS）。這些系統(tǒng)正在從僅用于檢測(cè)的備用聲納蜂鳴聲擴(kuò)展到包括有助于確保車輛乘員安全的系統(tǒng)。隨著這些系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，內(nèi)存需求也隨之增加，而 ADAS 模塊（如連接模塊）必須適應(yīng)車輛空間受限的區(qū)域，從而使內(nèi)存需求變得復(fù)雜。

為了讓汽車中的電子設(shè)備跟上 ADAS 中添加的功能，以完成諸如防撞、車道檢測(cè)、障礙物識(shí)別和其他關(guān)鍵功能等任務(wù)，制造商正在尋求 MCP 內(nèi)存解決方案。為了獲得極快的響應(yīng)時(shí)間，許多采用高性能和高密度 LPDDR 的現(xiàn)有傳感器模塊正在轉(zhuǎn)向更集中的 NOR + LPDDR2/LPDDR4 解決方案，以適應(yīng)復(fù)雜性、智能和密度要求。

傳統(tǒng)的并行 NOR MCP 利用 32Mb 到 512Mb + PSRAM（偽 SRAM）或 LPDDR 的密度，并提供高性能同步突發(fā)模式，通過執(zhí)行快速啟動(dòng)應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和其他關(guān)鍵代碼/數(shù)據(jù)執(zhí)行就地 （XiP） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn) 133 MB/s 至 266 MB/s 的突發(fā)讀取速度。

MCP 中的 LPDRAM 密度范圍從 512Mb 到 8Gb LPDDR 和 LPDDR2 可將 MCP 中的性能從時(shí)鐘頻率為 200 MHz 的 x16 總線寬度 LPDDR 的 800 MB/s 提高到時(shí)鐘頻率為 533 MHz 的更快 x32 總線寬度 LPDDR2 的 4 GB/s 以上。 使用傳統(tǒng)的多總線接口 MCP 設(shè)計(jì)，所有這些性能都包含在具有高頻信號(hào)完整性的 MCP 中。

圖 2：傳統(tǒng)多總線接口 MCP 設(shè)計(jì)

MCP的光明前景

雖然 MCP 一段時(shí)間以來一直處于低調(diào)狀態(tài)，主要用于蜂窩電話，但它們的進(jìn)化特性和功能為它們?cè)谇度胧绞袌?chǎng)中許多新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的使用奠定了基礎(chǔ)，尤其是在汽車行業(yè)。美光的汽車 MCP 產(chǎn)品提供多種密度的 NAND + LPDDR 或 NOR + RAM，可滿足汽車行業(yè)的低每百萬次缺陷 （DPM） 和壽命要求，而無需改變電路板或模塊要求。

雖然現(xiàn)有的 MCP 內(nèi)存解決方案已經(jīng)滿足未來汽車內(nèi)存子系統(tǒng)的需求，但它們的性能和密度繼續(xù)提高，而每比特的尺寸和功耗繼續(xù)降低，不僅為下一代信息娛樂和 ADAS 需求鋪平了道路，而且還為車輛車對(duì)車 （V2V） 和車對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施 （V2I） 汽車系統(tǒng)。幾乎不需要設(shè)計(jì)新技術(shù)或啟用滿足物聯(lián)網(wǎng)和汽車內(nèi)存要求的完整生態(tài)系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈儸F(xiàn)在存在并且已經(jīng)在進(jìn)化的高速公路上。MCP 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了易于集成的解決方案，適用于最先進(jìn)的 ADAS 和信息娛樂系統(tǒng)等需要高性能、高密度小封裝內(nèi)存的應(yīng)用。

審核編輯：郭婷