【技术】瑞萨开发新的闪存技术,在MCU上实现业界最大容量的嵌入式闪存, 以及业界最快的240 MHz随机存取操作

2019-06-15 Renesas

瑞萨电子公司是高级半导体解决方案的主要供应商,宣布开发新的闪存技术,可实现更大的存储容量,更高的读取速度,该技术将应用于支持OTA的下一代28nm工艺的汽车微控制器MCU)。这项新技术在MCU上实现了业界最大的嵌入式闪存容量24 MB,并达到240 MHz随机访问读取速度,是业界嵌入式闪存的最快速度。同时该技术还可在执行OTA无线软件更新时实现低噪声写入操作,并为OTA软件更新提供高速且稳定的操作。


瑞萨于6月12日在日本京都举行的VLSI技术和电路专题研讨会上展示了这些成果。


最近,在汽车系统中使用的尖端技术,例如自动驾驶和电动驱动,由于控制软件的规模越来越大,对MCU中的嵌入式闪存容量要求越来越大。OTA技术的引入加速了对大容量的需求,以确保有足够存储空间更新程序。同时由于增加诸如功能安全性之类的新功能,必须确保实时性能,因此闪存还需要具有更快的随机访问读取时间。此外,现在OTA需要关注三件事。首先是低噪声设计,以便即使在汽车运行时也能可靠地存储更新的软件。其次是减少软件切换期间的停机时间。第三,即使在更新或切换软件时发生意外中断,也要具有鲁棒性,以避免不正确的操作。

  

新开发的闪存技术通过以下几点满足以上需求:


24 MB片上闪存 - 业界最大的MCU嵌入式闪存容量

瑞萨继续采用高速,高可靠性的SG-MONOS技术,用于其MCU中的嵌入式闪存。开发的28nmMCU产品的存储单元尺寸从早期的0.053μm²减小到小于0.045μm²,减少了15%以上。在不增加芯片尺寸的同时,新技术允许包含24 MB的代码存储闪存,这是业界最大的嵌入式闪存容量。瑞萨还在测试芯片中包含1 MB数据存储闪存,可以用于存储参数和其他数据。


240 MHz随机访问读取速度 - 业界MCU嵌入式闪存的最高速度

字线分割是提高嵌入式闪存随机访问读取速度的有效方法。然而,这种划分增加了字线驱动器的数量,并且由于驱动器中晶体管的时间相关介质击穿(TDDB)和由于漏电流增加引起的字线电源电压降,会导致可靠性降低。但是瑞萨通过降低字线驱动器应力,采用分布式字线电源电压驱动器解决了这些问题,并在很宽的温度范围内(结温从-40°C到170°)验证了240 MHz高速随机存取,这是业界测试芯片中最高的温度。


开发降噪技术

在编程闪存时,通过改变初始操作和后续操作之间施加到每个存储器单元的写入电流,与早期的瑞萨设备相比,瑞萨在不降低吞吐量的情况下将外部电源(Vcc)的峰值电流消耗降低了55%。这可以抑制OTA运行期间电源电压噪声对MCU本身的不利影响。瑞萨应用了改变写入为高速写入模式,增加同时编程单元数量的想法。因此,新器件在此模式下可以6.5 MB / s的速度实现高速编程。


OTA能够控制软件切换,既可靠又高速

在该测试芯片中,代码存储闪存被分成软件使用的存储区域和软件更新的存储区域。这使得点火开关时可在不到1毫秒(1/1000秒)内切换软件。此外,软件切换设置是重复的,并且添加了新的状态标志,以防止软件更新或者切换意外中断时的不正确操作。这同时实现了可靠的操作,其允许可靠地选择可执行控制软件并减少不能使用汽车的停机时间。


上述技术使得MCU可以支持越来越多的汽车控制软件和先进的OTA,高速实时控制。展望未来,瑞萨将致力于持续开发嵌入式闪存,努力实现支持新应用所需的更高容量,更高速度和更低功耗。

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本文由星晴123翻译自Renesas,如若转载请注明出处。

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  • iotOne Lv4. 资深工程师 2019-06-25
    瑞萨开发新的闪存技术已经用在哪些mcu上面?
    • JW回复:您好,目前主要应用在RH850上今年Q4量产的U2x系列。以及通用处理器RX系列。
  • iotOne Lv4. 资深工程师 2019-06-25
    已经用在哪些mcu上面?
    • 世小强回复: 您好,目前主要应用在RH850上今年Q4量产的U2x系列。以及通用处理器RX系列。查看链接:https://www.sekorm.com/faq/83179.html
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