מצא את ההבדלים: דרישות הזיכרון לשוק האוטומוטיב והטלפונים הניידים

24 אוגוסט, 2017

מאמר אורח מאת פרייה באלאסובראמניאן מחברת קיידנס (Cadence), הסוקרת את דרישות הזיכרון לשוק הרכב החכם

זוכרים את כלי הרכב שרכשתם רק לפני מספר שנים? הם היו יחסית פשוטים עם המון מיקרו-מעבדים הפזורים ברחבי הרכב, אחראים לביצוע משימות פשוטות יחסית מבחינה טכנולוגית ועונים על דרישות צנועות.

שבבים היו בכלי הרכב כבר לפני מספר שנים, כמובן, עם מיקרו-בקרים פשוטים של 8 ו-16 ביט שמסוגלים לבצע משימות פשוטות, כמו לסייע בהפעלת מערכת ה-ABS (Anti-lock Braking). כיום, כלי הרכב שאנו רואים בכבישים שונים לחלוטין מבחינה טכנולוגית לעומת אלו שירדו מפסי הייצור רק לפני מספר שנים מועט. רובם "מאכלסים" כיום יישומים כבדים טכנולוגית, כמו מערכות ADAS (מערכות תומכות נהיגה), Infotainment ובמקרים מסוימים – מערכות נהיגה אוטונומית שאותן נראה בעתיד יותר ויותר.

כל היישומים הללו דורשים מחשוב מתקדם. לדוגמא, במקרה של מערכת ה-ADAS, נדרשת כמות לא קטנה של כח עיבוד תמונות בזמן אמת, ולאחר מכן ניתוח וקבלת החלטות מתאימה, והכול בזמן קצר ביותר. תת-המערכת האחראית על ניתוח התמונות והנתונים ממגוון חיישנים, כמו מכ"ם, מצלמות או LIDAR, צריכה לפעול במהירות שיא. את הנתונים שהתקבלו מתרגמת המערכת לקבלת החלטות בהיגוי הרכב או בבלמים בזמן שיא, כדי לשמור על הבטיחות ולמנוע אסון. כל תהליכי העיבוד נדרשים להתבצע בכח מחשוב חזק ומהיר ולכן נדרשות מערכות על גבי-שבב (SoCs) בעלות ביצועים גבוהים בצמתי עיבוד מתקדמים. זאת ועוד, יש להצמיד אליהן זיכרון בעל ביצועים מהירים שיעמוד בדרישות. זוהי דינמיקה שונה לחלוטין ממה שראינו בשוק הרכב רק לפני מספר שנים.

בנקודה זו כדאי לעצור ולברר נקודה חשובה: מהן דרישות הזיכרון לשוק האוטומוטיב? ניקח כדוגמא מערכת על גבי-שבב (SoC) עבור ADAS. במובנים רבים, נראה כי היא דומה בדרישותיה ל-SoC עבור מכשיר נייד. היא מכילה מעבד, ממשק Flash, ממשק DRAM או LPDRAM, ממשקים נוספים לחיישני תמונה חיצוניים ועוד. במבט חטוף נראה כי דרישות הזיכרון עבור שוק המובייל תואמות לאלו של שוק האוטומוטיב. בדרך כלל, מדובר במכשיר אחד או שניים על רכיב, לצד ה-SoC. לא מדובר בתת-מערכת זיכרון גדולה כמו בחוות שרתים, ויש גם רגישות תקציבית. LPDDR נראה כגורם שיכול "להציע את עצמו" לכך באופן טבעי, בזכות DRAMS בעלי ערך גבוה.

דרישות לקו ההתחלה

אולם, הדמיון בין שני התחומים נגמר כאן. מבט קרוב יותר יגלה שקיימים לא מעט הבדלים בין שני השווקים, שבאים לידי ביטוי בדרישות מהמעבדים הנדרשים לשימוש הטכנולוגי:

  1. אורך החיים התפעולי – טלפונים ניידים נמצאים בשימוש הצרכנים מספר שנים מועט יחסית, לרוב שנתיים או שלוש שנים בממוצע, ממגוון סיבות. נפילה כואבת על הרצפה או לתוך האסלה והמכשיר נהרס. הדרישה לכוח עיבוד שיאריך שנים היא לא אחת מהחשובות עבור שוק המובייל. לעומת זאת, מכונית נוסעת ונמצאת בשימוש כעשר שנים בממוצע, אם לא יותר. מהסיבה הפשוטה הזאת, יש צורך באורך חיים תפעולי ארוך עבור הזיכרון שנמצא בשימוש בשוק האוטומוטיב.
  2. אספקה – יצרני המכשירים הניידים מחליפים ומשדרגים לרוב את הדגמים שהם מייצרים אחת לשנה-שנתיים לדגמים חדשים וחכמים יותר, שכן השוק מתקדם במהירות לעבר היכולות החדשות שצצות בעולם המובייל. טכנולוגיות חדשות מכתיבות רצון להישאר מובילים וליצור דגמים משוכללים וחכמים יותר. כך שנוצר אצל היצרנים צורך להחליף חלקים שנמצאים אצלם בתהליך הייצור לחלקים חדשים ומשוכללים יותר, ואין יותר צורך בחלקים הישנים. מחזורי הייצור של כל מכשיר נייד קצרים יחסית עקב החדשנות הרבה בתחום וכמות החלפים הנדרשת אינה גדולה, כאשר בחלקה הם מיוצרים על ידי יצרנים אחרים כתחליפים, ולרוב, יחסית זולים. שוק הרכב, לעומת זאת, עובד בצורה שונה. יצרן ממוצע צריך להיות בעל זמינות חלקים מקוריים ואמינים לכעשר שנים קדימה. הסיבה לכך פשוטה: גם לאחר שאותו יצרן מסיים לייצר דגם מסוים של מכונית אחרי מספר שנים, הוא נדרש להציע מלאי חלפים אלקטרוניים מקוריים עבור צרכנים שיזדקקו לשירותי תיקונים והחלפות במוסכים ותחנות שירות ברחבי העולם. על יצרני הרכב מוטלת החובה לשמור מלאי גדול של אותם חלקים אלקטרוניים בעלי זיכרון מתאים וחזק לשנים קדימה, לצורכי תיקון ואחזקה של המשתמשים.
  3. אמינות ובטיחות – בטלפון נייד, אם מתרחשת תקלה, התרחיש הקשה ביותר שיכול לקרות הוא הפעלה מחדש של המכשיר או תיקון במעבדה. לא מדובר ביישום קריטי, חיי אדם לא מוטלים על הכף אם הזיכרון בטלפון הנייד נהרס. לכן, ECC (Error-correcting code memory), שגיאות בהעברת נתונים ושגיאות ביט לא מהווים שיקול משמעותי ב-LPDDR נייד. במערכת ADAS ברכב, מאידך, הודות לדרישות ותקני בטיחות חדשים, האלקטרוניקה שנמצאת בשימוש נדרשת להפעיל את מערכות הניהוג והבלימה של הרכב למניעת תאונות, אם לא לנהוג את הרכב בצורה עצמאית לחלוטין. האמינות והבטיחות הנדרשות מהטכנולוגיה המפעילה היא גורם קריטי. לכן, רכיבי הזיכרון הנמצאים בשימוש באותן מערכות קריטיות נדרשות להכיל ECC. לא מדובר רק ביכולת לגלות שגיאות, אלא גם יכולת "לסבול" רמה מסוימת ונמוכה מאוד של שגיאות. מחיר הטעות עלול להתבטא באובדן חיי אדם והמרווח לטעויות הוא הקטן והיקר ביותר

דרישות ייחודיות

בעת שנכון שממשק זיכרון LPDDR4 סטנדרטי, לכאורה דומה ביישומים ניידים וביישומים בשוק הרכב, המכשיר האמיתי ש"משתמש" באותו ממשק, דורש יכולת עבודה בטמפרטורות שונות, ביעילות ודרגות אמינות שונות ובזמני אספקה ותחזוקה באורכי שונים. תעשיית הזיכרונות פועלת ללא הרף להגיב לאותם שינויים.

כותרת המאמר, פרייה באלאסובראמניאן, קיידנס

קיידנס (Cadence) מחויבת להציג תכנונים מותאמים לשוק האוטומוטיב אשר יציגו יכולות עמידות, בטיחות, יעילות ואמינות וכן חיבוריות מרבית בפחות זמן ועם פתרונות IP נרחבים לאותם יישומים עבור שוק הרכב, כמו ה-ADAS, Infotainment, בקרת רעש אקטיבית ותשתיות חיבוריות לרכב עם גורמים נוספים.

 

 

Share via Whatsapp

פורסם בקטגוריות: Automotive , אנשים , דעות , חדשות , רכב אוטונומי