解析智能驾驶关键技术：LPDDR5

2020年SK海力士和美光都已发布了DDR5的测试样品，这让人们对DDR5的商用前景着实期待。例如SK海力的DDR5，从参数来看，其内存提供了至少两倍于DDR4内存的宽带。内存频率将会从3200MHz起跳、最高可达8400MHz。从DDR3到DDR4，带宽增加了33％（从1600MHz增加到2133MHz）。借助DDR5，SK海力士的目标是使每个DIMM的带宽增加50％以上。

将DDR5引入汽车系统，在提高安全能力的同时，提高了内存、处理、可靠性和性能。最近，美光强调了这一点，它拥有“业界第一款符合关键硬件重点的汽车安全标准的低功耗DDR5DRAM（LPDDR5）存储器”。

DRAM级别：标准、图形和汽车

在深入研究汽车存储器与硬件安全之间的交叉点之前，首先概述下DRAM的三个级别：

标准DDR：面向服务器、云计算、网络、笔记本电脑、台式机和消费类应用，支持更宽的通道宽度、更高的密度和不同的形状尺寸。DDR4是这一类别目前最常用的标准，支持高达3200Mbps的数据速率。但一旦上到DDR5，带宽速度预计将达到6400Mbps。

图形DDR：它面向需要非常高吞吐量的数据密集型应用程序，例如与图形相关的应用程序和数据中心加速。切换到任何基于图形的DDR5可以启用3.7GB/s的全高清视频文件。

低功耗移动DDR（LPDDR）：适用于对面积和功耗非常敏感的移动和汽车应用。LPDDR提供更窄的通道宽度和几种低功耗工作状态。LPDDR4和LPDDR4X支持高达4267Mbps的数据速率，是该类别中的常用标准。

虽然这种级别的安全性和速度是内存设备的一大特性，但设计者应该考虑DDR5的其他设计特性。例如，DDR5具有较低的工作电压VDD，这意味着噪声抗扰度的裕度较小。除此之外，由于DDR5嵌入式集成电路中存在独立的电源管理，设计师在复杂的汽车设计方面将具有更大的灵活性。

美光的新LPDDR5和ASIL分类

美光最近发布的新LPDDR5内存，旨在提高汽车安全性。美光的LPDDR5伴随着广泛的功能安全性佐证，并通过系统集成商进一步降低风险，ADAS，车载信息娱乐系统，数字座舱和机器学习的系统架构中。此外，美光简化了系统设计，并加快了汽车客户的产品上市时间。该设备符合汽车安全完整性水平ASILD。

更安全的LPDDR5可以解决系统和硬件故障

为了满足最高级别的安全要求，LPDDR5通常包含检测和控制操作期间内存错误的安全机制。

美光将汽车存储器的安全风险分为两类：系统故障和硬件故障。系统故障由存储器的ECC处理，检测在数据传输过程中被分类的错误。硬件故障必须在测试和制造阶段解决。

总结

存储器是用于移动设备、IoT、汽车和云数据中心等应用中的任何电子系统的重要组件。SoC设计人员必须选择合适的存储器技术，才能提供必要的性能、容量、功率和面积。DDR已成为现实的存储技术，可用于多种类别，包括标准DDR和低功耗DDR（LPDDR）。最新的标准LPDDR5和DDR5以更低的功耗提供更高的性能。LPDDR5的运行速度高达6400Mbps，具有许多低功耗和RAS功能，包括新颖的时钟架构、可简化时序收敛。

数据速率高达6400Mbps的DDR5DRAM支持更高的密度，包括双通道DIMM拓扑以提高通道效率和性能。在高度垄断的DRAM市场上，三星、美光、SK海力士在LPDDR5领域互相竞逐。其中，三星在2019年上半年宣布成功开发业界首款10nm级8GbLPDDR5DRAM，随后又相继推出12Gb、16GbLPDDR5；SK海力士也已经展出LPDDR5产品。但车规级的DRAM才刚刚兴起，对于自动驾驶，安全是所有车辆的首要任务，尤其是那些配备自动系统的车辆。随着DDR5进入汽车市场，各种传感器、控制器、开关和门将蓬勃发展，因为它们同时以比以前更快、更安全的速度操作和传输数据。