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Notizie
Affidabilità delle Memorie Flash nel settore automotive
25/10/2019
di Domenico Scalera
Lo storage e in forte crescita nei veicoli per i sistemi d’Infotainment, sistemi di navigazione e sistemi ADAS. Ecco una prima panoramica
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Nel mondo d'oggi la tecnologia elettronica è diventata una componente fondamentale in ogni ambiente sociale ed economico grazie allo sviluppo enorme dei dispositivi elettronici e dei processi utili a realizzarli. I computer e tutti gli apparati elettronici, sempre più veloci e che consumano sempre meno potenza, sono strumenti indispensabili nella vita moderna e questo perché le loro prestazioni sono notevolmente aumentate, mentre il loro costo si è visibilmente ridotto, questo ha portato ad una crescita esponenziale del mercato degli apparati elettronici. Nello stesso tempo si è reso necessario per le aziende un aumento delle attività di ricerca, sviluppo e realizzazione di supporti di memoria veloci e capienti come nel caso delle Memorie Flash sviluppate con lo scopo di ridurre i costi di produzione e aumentare la capacità di memorizzazione dei dati in aree sempre più piccole attuando i principi dello scaling tecnologico delle dimensioni, che ha permesso di affinare le tecniche di progettazione e produzione dei dispositivi in modo da riuscire a realizzare dei transistor sempre più piccoli. La ricerca esasperata di prestazioni sempre migliori deve, però, tener conto dell'esigenza di mantenere elevata l'affidabilità dei dispositivi.
Nel giro di pochi anni le Memorie Flash hanno subito una notevole evoluzione quale ad esempio la divisione della memoria in blocchi, indipendentemente cancellabili, l’integrazione all’interno del chip tutti i circuiti di controllo necessari alla programmazione e cancellazione in maniera automatica, l’integrazione delle pompe di carica o survoltori così da non richiedere l’impiego di differenti valori di alimentazione, alcuni dei quali di elevato valore rispetto agli standard digitali necessari fino a quel momento per il corretto funzionamento.
Queste evoluzioni hanno permesso una veloce scalata del mercato delle Memorie Flash che è uno dei mercati principali nelle moderne industrie dei semiconduttori, dato il massivo utilizzo di questi dispositivi sia in modalità stand alone sia di tipo Embedded, all’interno dei più comuni apparecchi elettronici. La continua diminuzione della dimensione delle celle elementari ed il conseguente aumento della capacità totale degli array e dei circuiti per la gestione della memoria stessa ha portato alla necessità di sviluppare modalità di test sempre più accurate, ad una sempre più elevata copertura dei guasti (Fault Coverage) e la contemporanea riduzione del costo stesso dei test. Infatti, il costo della fase di test di una memoria flash (ed in generale dei circuiti integrati) incide notevolmente sul costo globale di un chip (anche del 30 – 50%), oltre al costo del collaudo si deve tenere conto del “costo” dovuto ad un circuito non funzionante.
Fondamentale è anche il problema relativo ai test delle memorie flash, tale da anticipare il più possibile la scoperta di eventuali bug e determinare delle tecniche di “Early Test” capaci di esplorare il comportamento di una memoria sin dalla fase di progettazione della stessa, onde poterne correggere gli eventuali errori in fase di ricerca e sviluppo (R&D – Research and Development).
Le due principali tipologie di Array delle Memorie Flash, NOR e NAND, con i relativi stress subiti dalle stesse a seguito del loro utilizzo: dove sono fondamentali i meccanismi principali di programmazione, cancellazione e lettura, nonché i parametri che danno una stima della bontà di una memoria quali Data Retention ed Endurance. In seguito analizzeremo anche il funzionamento di base delle Memorie Flash Multilivello.
Le applicazioni delle Memory Flash in elettronica sono molteplici, pertanto analizzeremo maggiormente il loro utilizzo nel settore automotive. Connettività, sicurezza, intrattenimento, informazioni in tempo reale sul traffico, guida autonoma sono tutte funzionalità la cui crescita nel settore automotive sta procedendo in modo inarrestabile. Gli autoveicoli di ultima generazione offrono dei servizi avanzati che richiedono degli adeguati ed efficienti dispositivi di storage in grado di supportarli. Si analizzeranno le nuove soluzioni di Memoria Flash che offre livelli di qualità ed affidabilità eccezionali, in grado di soddisfare le più stringenti richieste di capacità e velocità di trasferimento in ambito automotive.
Nel mercato automotive continua a crescere la domanda di memorie Flash NAND, in parallelo con i progressi compiuti nel campo dell’Infotainment nell’auto, dei sistemi di navigazione con mappe sempre più complete e dei sistemi ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) e per la guida autonoma. Vedremo quali sono le prospettive dell’elettronica automotive relative a servizi proiettati per il futuro e daremo un’occhiata anche ai principali player delle Memorie Flash, e le soluzioni tecnologiche che stanno adottando, per coprire esigenze sempre più restringenti e costi sempre più contenuto. Andremo ad approfondire quali possono essere le problematiche riguardanti le protezione delle informazioni all’interno del veicolo, come ad esempio i parametri del motore elettrico, memorizzati sulle Memorie Flash che devono essere protette e non modificabili dall’esterno. Con sistemi sempre più robusti e che devono garantire durata nel tempo con alta affidabilità.
Questa news vuole illustrare solo una panoramica introduttiva su argomenti che tratteremo in modo più approfondito in seguito, pertanto continuate a seguirci.
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