隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展影響到從工業(yè)到消費類應(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，MCP 正在迅速發(fā)展以滿足不斷變化的需求。機器通過各種無線協(xié)議連接在一起并進行通信的能力正在推動許多特定領(lǐng)域的增長，例如家庭安全、可穿戴設(shè)備、智能計量、汽車信息娛樂和其他空間受限的應(yīng)用，其中 MCP 很好地對齊。

MCP 最初是在蜂窩電話時代初期推出的，與單獨的外部存儲器類型相比，它具有許多優(yōu)勢。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）與 RAM（用作高速臨時存儲器）堆疊在一個封裝中。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 接口和存儲器類型卸載微控制器 （MCU） 的嵌入式存儲器來簡化設(shè)計考慮。所有這些特征都推動了 MCP 在 IoT 應(yīng)用中的采用，例如汽車信息娛樂和主動安全系統(tǒng)，我們將對此進行更詳細的研究。

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

汽車內(nèi)存要求

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

對于當(dāng)今的內(nèi)存解決方案，高溫和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)鍵。由于汽車市場對質(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)為錯誤留下了最小的余地。汽車市場獨特的功能要求包括：

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

汽車級選擇——在制造、組裝和測試方面的嚴(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)品失效時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)

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

AEC-Q100 – 基于失效機制的集成電路壓力測試認(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、部件組裝地點和測試地點的附加文件，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，有保證的時間表和明確的改進步驟

為了滿足這些要求，汽車應(yīng)用中的物聯(lián)網(wǎng)實施需要具有密度、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安全系統(tǒng)，同時大大減少內(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)點和設(shè)計穩(wěn)定性的 MCP。

信息娛樂

信息娛樂系統(tǒng)已經(jīng)擴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)或支持智能手機的內(nèi)容，例如交通狀況、運動成績和天氣預(yù)報。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。

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)境下對高可靠性的需求。

主動安全和駕駛員輔助

另一個快速增長的汽車細分市場是高級駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS）。這些系統(tǒng)正在從僅用于檢測的備用聲納蜂鳴聲擴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、障礙物識別和其他關(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，可實現(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 中的性能從時鐘頻率為 200 MHz 的 x16 總線寬度 LPDDR 的 800 MB/s 提高到時鐘頻率為 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，所有這些性能都包含在具有高頻信號完整性的 MCP 中。

圖 2：傳統(tǒng)多總線接口 MCP 設(shè)計

MCP的光明前景

雖然 MCP 一段時間以來一直處于低調(diào)狀態(tài)，主要用于蜂窩電話，但它們的進化特性和功能為它們在嵌入式市場中許多新的物聯(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，而且還為車輛車對車 （V2V） 和車對基礎(chǔ)設(shè)施 （V2I） 汽車系統(tǒng)。幾乎不需要設(shè)計新技術(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)，因為它們現(xiàn)在存在并且已經(jīng)在進化的高速公路上。MCP 為系統(tǒng)設(shè)計人員提供了易于集成的解決方案，適用于最先進的 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