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实现更快的车用微控制器读取与覆写速度

【CTIMES/SmartAuto 編輯部报导】   2015年05月15日 星期五

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瑞萨电子(Renesas)宣布已开发全新闪存技术,可达到更快的读取与覆写速度。 这项新的技术是针对采用28奈米(nm)嵌入式闪存(eFlash)制程技术的芯片内建闪存微控制器(MCU)所设计。

瑞萨电子开发全新闪存技术,具有200 MHz快速随机访问速度以及每秒2.0 MB写入数据传输量.
瑞萨电子开发全新闪存技术,具有200 MHz快速随机访问速度以及每秒2.0 MB写入数据传输量.

为因应近来的环境议题,世界各国对于汽车性能的法规(CO2排放、燃油效率及废气)皆日趋严格。 因此,传动系统必须支持新的引擎控制方法。 此外,ADAS(先进驾驶辅助系统)现在希望能创造安全、防护及舒适的汽车体验。 为因应上述市场需求,汽车MCU必须进一步提升效能,甚至进一步降低功耗。

如瑞萨于2014年2月18日所发布的新闻稿,瑞萨正持续开发以SG-MONOS架构(注1)为基础的MCU eFlash内存,此架构在高可用性、高速及低功率方面皆获得良好的记录。 从40奈米制程转移至业界最先进的28奈米制程的同时,此新技术可透过瑞萨优异的电路技术达到更大的内存容量及更高的处理效能。

产品主要功能

(1)同时实现高速读取作业与高可靠性的技术

由于内存单元的尺寸缩小,因此内存单元电流得以降低。 虽然可透过字符线(word line)增速方式以确保足够的读取电流(内存单元选择闸极)电压,但必须考虑闸氧化物可能会受到高温的负面影响。 利用内存单元电流的温度相关性与周边晶体管的可靠性是逆相关的事实,已在字线增速电压中加入负向的温度相关性,相较于简单的字符线增速方式,可使周边晶体管的可靠性使用寿命提升10倍。结果将使随机读取速度从160增加至200 MHz,并达到高可靠性。

(2)可减轻抹除电压应力的技术

瑞萨已开发一项新的技术,可藉由监控抹除速度并控制抹除作业,使最大抹除电压在高速抹除时可受到抑制,以减轻层间介电质的抹除电压应力。

如此可在抹除作业中面对高电压应力时达到高可靠性,同时高压金属线与内存单元中的介电质膜也会随着更精细的制程节点而变得更薄。

(3)提升写入速度的技术

瑞萨已开发新的高速写入技术,可藉由将负反向偏压附加至内存单元以降低写入脉冲持续时间,并可平行写入多个闪存宏。 因此,瑞萨可达到每秒2.0 MB的写入速度,为业界最快的eFlash内存写入速度。

(4)可降低电源供应噪声与EMI的技术

由于预期未来实际产品的eFlash内存覆写周期计数将会增加,例如因为OTA(空中安全下载)程序更新等,因此必须将电源供应噪声与EMI(电磁干扰)在覆写作业时对于整体系统运作的影响降至最低。 因此,瑞萨目前已开发一项技术,采用SSCG(展频频率产生)做为产生用于闪存覆写作业之高电压的充电泵的驱动频率,以大幅降低上述感应噪声。

瑞萨目前已建立4 MB程序储存eFlash内存与64 KB数据储存eFlash内存的原型,采用28奈米eFlash内存制程,并以超过200 MHz的频率达到快速的6.4 GB/s读取速度。 虽然瑞萨先前已确认以40奈米制程封装的原型芯片在160 MHz频率的读取运作,由于上述新技术,目前进一步确认获得25%的产品特性提升。 另外,由于程序储存eFlash内存容量的增加而必须符合更高写入效能的需求,瑞萨已达到业界最快的2.0 MB/s写入速度。相对于瑞萨采用40奈米制程技术的传统产品,效能提升近两倍。 瑞萨预期将可协助客户达到高容量的汽车闪存,藉由上述eFlash内存电路技术,同时达到高效能与高可靠性。

瑞萨已于2015年2月22至26日在旧金山举办的国际固态电路研讨会(ISSCC)中发表上述新技术,发表日期为2月24日。

關鍵字: 嵌入式  闪存  eFlash  微控制器  MCU  晶体管  閘氧化物  瑞薩電子  瑞薩電子  闪存 
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