ROM 與 Flash 應(yīng)用場(chǎng)景全景
ROM 與 Flash 的應(yīng)用場(chǎng)景已滲透到嵌入式系統(tǒng)的每一個(gè)領(lǐng)域,不同場(chǎng)景的需求差異,決定了存儲(chǔ)類型的選擇邏輯 —— 程序存儲(chǔ)優(yōu)先選 NOR / 嵌入式 Flash,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)優(yōu)先選 NAND Flash,頻繁修改小數(shù)據(jù)優(yōu)先選 EEPROM,固定程序量產(chǎn)優(yōu)先選 Mask ROM。
(一)消費(fèi)電子:大容量與低成本的平衡
消費(fèi)電子(如智能手機(jī)、智能手表、智能家居設(shè)備)對(duì)存儲(chǔ)的核心需求是 “大容量、低成本、低功耗”,NAND Flash 與嵌入式 Flash 成為主流選擇。智能手機(jī)的 “存儲(chǔ)空間” 本質(zhì)上是 NAND Flash(如 UFS 閃存,基于 3D NAND 技術(shù)),容量從 64GB 到 1TB 不等,用于存儲(chǔ)系統(tǒng)固件、APP、照片、視頻等,順序讀寫(xiě)速度達(dá) 1000MB/s 以上,滿足 4K 視頻錄制與 APP 快速啟動(dòng)的需求;智能手表的 MCU 采用嵌入式 Flash(容量 1MB-8MB)存儲(chǔ)控制固件(如計(jì)步算法、屏幕驅(qū)動(dòng)),同時(shí)采用小容量 NAND Flash(128MB-1GB)存儲(chǔ)用戶的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),休眠功耗 < 1μA,確保續(xù)航達(dá) 1-2 周;智能插座、智能開(kāi)關(guān)等低成本設(shè)備則采用 Mask ROM 或小容量嵌入式 Flash(容量 512KB-2MB)存儲(chǔ)控制程序,成本 < 0.5 美元,適合大規(guī)模量產(chǎn)。
(二)工業(yè)控制:高可靠性與長(zhǎng)壽命的剛需
工業(yè)控制(如 PLC、傳感器、電機(jī)控制器)對(duì)存儲(chǔ)的核心需求是 “高可靠性、長(zhǎng)擦寫(xiě)壽命、寬溫適應(yīng)”,NOR Flash、EEPROM 與工業(yè)級(jí) NAND Flash 是主流。工業(yè)傳感器(如振動(dòng)傳感器、溫濕度傳感器)采用 EEPROM(容量 256B-8KB)存儲(chǔ)校準(zhǔn)系數(shù)(需頻繁修改,擦寫(xiě)壽命 10 萬(wàn)次以上),采用 NOR Flash(容量 4MB-16MB)存儲(chǔ)控制程序(支持 XIP,隨機(jī)讀取速度快),采用工業(yè)級(jí) NAND Flash(容量 32MB-256MB)存儲(chǔ)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(配合磨損均衡,壽命達(dá) 10 萬(wàn)次),且需滿足 - 40℃-85℃的寬溫范圍,確保工廠車間的穩(wěn)定運(yùn)行;PLC(可編程邏輯控制器)采用大容量 NOR Flash(32MB-64MB)存儲(chǔ)用戶編寫(xiě)的控制程序(需定期升級(jí),擦寫(xiě)壽命 1 萬(wàn)次以上),同時(shí)采用 EEPROM 存儲(chǔ)設(shè)備參數(shù),確保斷電后程序與參數(shù)不丟失。
(三)汽車電子:車規(guī)級(jí)安全與耐用性
汽車電子(如 BMS、ADAS、車身控制模塊)對(duì)存儲(chǔ)的需求最為嚴(yán)苛,需滿足 “車規(guī)級(jí)認(rèn)證、高安全、耐高低溫、長(zhǎng)壽命”,車規(guī)級(jí) Flash(NOR/NAND)與 EEPROM 是唯一選擇。BMS(電池管理系統(tǒng))采用車規(guī)級(jí) EEPROM(擦寫(xiě)壽命 100 萬(wàn)次)存儲(chǔ)電池的容量、健康狀態(tài)等參數(shù)(需實(shí)時(shí)更新),采用車規(guī)級(jí) NOR Flash(容量 8MB-32MB)存儲(chǔ)控制固件(支持安全啟動(dòng),防止固件篡改),采用車規(guī)級(jí) NAND Flash(容量 64MB-256MB)存儲(chǔ)電池的充放電日志(數(shù)據(jù)保持力 20 年),且需滿足 - 40℃-150℃的寬溫范圍,確保新能源汽車在極端環(huán)境下的安全運(yùn)行;ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))采用車規(guī)級(jí) NAND Flash(容量 1GB-8GB)存儲(chǔ)攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)與駕駛?cè)罩荆樞蜃x寫(xiě)速度快,支持 ECC 糾錯(cuò)),采用車規(guī)級(jí) NOR Flash 存儲(chǔ) ADAS 控制程序,確保目標(biāo)檢測(cè)與預(yù)警的實(shí)時(shí)性。
(四)物聯(lián)網(wǎng)(IoT):低功耗與小體積的適配
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(如無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、智能表計(jì))對(duì)存儲(chǔ)的核心需求是 “低功耗、小體積、低成本”,嵌入式 Flash 與低功耗 NAND Flash 是主流。無(wú)線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)采用嵌入式 Flash(容量 1MB-4MB)存儲(chǔ)控制程序與通信協(xié)議(休眠功耗 0.1μA,讀寫(xiě)電流 1mA),配合電池供電,續(xù)航達(dá) 1-5 年;智能水表、電表采用低功耗 NOR Flash(容量 2MB-8MB)存儲(chǔ)計(jì)量程序與用戶數(shù)據(jù)(支持?jǐn)嚯姅?shù)據(jù)保持 10 年),體積僅為 4mm×4mm,適配表計(jì)的狹小空間;物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)采用 NAND Flash(容量 128MB-4GB)存儲(chǔ)各節(jié)點(diǎn)的匯聚數(shù)據(jù)與系統(tǒng)日志(成本低,容量大),同時(shí)采用 NOR Flash 存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)固件(支持 XIP,啟動(dòng)速度快),確保數(shù)據(jù)傳輸與設(shè)備管理的穩(wěn)定。