车载信息娱乐系统的动态数据完整性

　　当今信息娱乐系统的动态数据量呈爆发式增长。这些数据往往是设备正常工作所必不可少的，且数据以用户为中心，随用户的环境变化 (如接收当地交通信息) 而改变。

突然掉电

　　许多车载信息娱乐系统设计人员面临的普遍问题是突然掉电。掉电一般在发动机熄火重启时发生。掉电会导致数据损坏，从而中断正常的设备运转，除非在设计中采用了维持数据完整性的预防措施。

　　采用下述标准电路技术，可让大多数 F-RAM 非易失性存储器避免汽车设备因突然掉电而引起的各种隐患。首先，使用 F-RAM 存储器替代 EEPPROM+ 电容器组合。F-RAM 的功耗比 EEPPROM 小，写入速度快得多；因此，当出现掉电时无需借助电容器来维持完成写操作所需的能量。此外，采用 F-RAM 的解决方案板卡占位尺寸比 EEPPROM+ 电容器组合小。同时，对于需要大容量电容器的应用来说，省去电容可大大降低系统成本。

　　下面的两个电路本质上是等效的：



　　F-RAM 常用于需要在掉电瞬间保存数据的系统中。下图所示为典型的 RC 电压衰减曲线。微控制器 Vdd 电压从 3.1V 开始下降，并一直降到 2.8V，然后低电压检测器就会触发 MCU 复位，并防止继续写入数据。在下面的例子中，MCU 在这两个电压点间只有 10 毫秒的时间，刚好足够向 EEPROM 中写入一个字节或一个数据页。而在同样的时间内，采用串行外设接口 (SPI) 的 F-RAM 可以完成 50,000 次写入操作。



　　为了在突然掉电时保证数据的完整性，先进的导航系统已经采用了 F-RAM。在那些需要从 DVD 中读取播放轨迹信息的设备中，F-RAM 被用于记录 DVD 的读头位置，这样，当意外掉电时 (如发电机熄火)，DVD 播放器能迅速从最近的记忆位置恢复播放。这个解决方案利用了 F-RAM 几乎无限的耐久性，能不停地记录读头的位置。

　　这种技术常用于防止汽车 DVD 因电源故障丢失数据。由于 F-RAM 记录了 DVD读头的位置，电影就可准确地从其中断处恢复播放。这个功能非常有用，让观看电影的孩子们不会再抱怨电影因为技术问题而要从头播放。

　　F-RAM 还能解决导航系统与卫星失去联系时的定位问题。这种问题一般发生在汽车进入隧道或地下车库时。如果 F-RAM 能不停地记录汽车的位置，当导航系统在获得新的卫星位置前，可以使用 F-RAM 中保存的位置信息。这也意味着突然掉电时仍有位置信息。这种连续不断的写入是使用高耐久性 F-RAM 的常用技术。

高耐久性/低功耗

　　除常规的音频通道外，当今许多新型汽车无线电都要处理大量的数据，包括交通或天气信息，以及道路状况，而且这些信息必须在汽车一启动时就有。这意味着汽车引擎关闭时，无线电必须下载这些数据。由于系统并不知道驾驶员何时返回汽车，它必须不停地下载和保存这些数据。

　　汽车制造商一方面希望汽车无线电越来越先进，但另一方面却严格地限制了从汽车电源获取的电量，尤其是当发动机熄火时。这就对汽车信息娱乐设备设计人员提出了非常严峻的挑战。F-RAM 之所以能解决这个问题，是因为其不受存储器耐久性的限制，可在需要时不停地记录数据；即只要接收到数据，就可以写入 F-RAM。而无线电完成写入操作后便会进入低功耗状态，并等待下一个唤醒指令。

　　此外，写入 F-RAM 所需的电量比写入 EEPROM 低得多 (写入 64k 位数据的功耗约为EEPROM的六十分之一)，进一步降低了整体功耗要求。这类应用中采用 EEPROM 是不行的，因为其耐久性不够，而且写入功耗太高。

动态数据存储

　　USB 连接正成为新款汽车的标准用户接口。有了 USB 接口，就可以通过汽车音响设备播放存储在便携播放器/U 盘中的歌曲音乐。该 USB 接口必须能识别市面上各种音乐存储设备及各种音/视频文件格式；以及能保存不同设备 (如 MP3 播放器或 U 盘) 的播放列表、能够调出每个设备上各个播放列表最后的播放点。这些数据都保存在 F-RAM 中，这样就可准确地从汽车关闭发动机前的中断点恢复播放音乐。利用 F-RAM 的非易失性和高耐久性便能够实现这些功能。

　　能否存储大量数据对下一代导航系统也非常关键。未来导航系统令人期待的一个远景是，能够通过服务器获取驾驶员关注的一些当地信息。这些动态数据包括行驶前方的周边情况，如餐厅、景点和娱乐活动等。这些不断变化的数据一旦被接收，就迅速写入 F-RAM，确保断电恢复后能立即获得最新采集到的数据。

　　导航系统的另一个未来功能是传送当地数据。随着电子稳定控制应用越来越多，汽车可探测到路面的结冰情况并传送给导航系统；而后者将向服务器报告这一情况。这样，正在咨询该服务器的其它导航系统就可获得该路段的告警信息。

　　保存动态数据也是许多新款汽车无线电的必备功能。保存的动态数据可能是：

　　·喜爱的歌手/歌曲：系统会记住你喜爱的歌手/歌曲，并在你喜爱的歌手/歌曲在另一个电台播放时转至该台。

　　·喜爱的电台：系统会在你经过不同的地区时记住你喜爱的电台，并在类似的行程中调谐到这些电台。

　　·上次收听的电台：系统能记住你上次收听的电台，并且在收到指示时快速调回该电台。

　　所有这些动态数据都必须针对不同的旅程保存下来，这就需要非易失性的、能够频繁写入且功耗低的存储器。

　　动态数据是许多汽车信息娱乐系统的基本要素，保护这些数据非常重要。F-RAM 具备快速写入、几乎无限的耐久性及低功耗的独特优点，可让设计人员确保这些动态数据具有更高的可用性和完整性。