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車載向けアプリケーションに今求められるのは大容量で高速起動が可能なフラッシュメモリ：ADAS、デジタルクラスター、インフォテイメントシステムなど

自動車でのNOR型フラッシュメモリの用途が拡大している。特にAdvanced Driving Assistant System（ADAS：先進運転支援システム）や、デジタルインスツルメントクラスターでのNOR型フラッシュメモリの需要が急激に拡大している。それら車載用途の特性とNOR型フラッシュメモリの適用範囲を紹介していこう。

» 2016年02月18日 10時00分公開

[PR／EDN Japan]

　近年、車載アプリケーションでのNOR型フラッシュメモリの需要が高まっている。

　従来NOR型フラッシュメモリを必要とする車載アプリケーションは、インフォテインメントやエンジンコントロールと限られた用途であったが、最近は車の電子化が進むと共にさまざまな車載アプリケーションに幅広く使用されている。特にAdvanced Driving Assistant System（ADAS：先進運転支援システム）およびデジタルインスツルメントクラスターでのNOR型フラッシュメモリの需要が急激に拡大している。そのアプリケーションの特性とNOR型フラッシュメモリの適用範囲を紹介しよう。

Advanced Driving Assistant System（ADAS）

図1：ADAS（Advanced Driving Assistant System）のイメージ

　ADAS（図1）は、安全向上を図る車載アプリケーションで近年急速に市場が拡大している。現在は、バックモニターカメラなどのビューイングカメラがメインであるが、今後は自動運転を視野に入れたセンシングカメラ市場の拡大が見込まれる。センシングカメラはビューイングカメラよりもより複雑な処理が求められるため、高性能なSoCが必要となる（図2）。そのプログラム容量の増加に伴い、大容量かつハイパフォーマンスのNOR型フラッシュメモリの需要が高まっている。

図2：フラッシュメモリ使用のセンシングカメラシステムのブロック図

デジタルインスツルメントクラスター

図3：インスツルメントクラスター（左：アナログ針だけのメーター、右：フルTFT液晶搭載メーター）

　インスツルメントクラスターはこれまで、メーター針のみで表示する製品が主流であったが、近年、補助型ディスプレイ搭載の並びメーター針を表示するデジタルクラスターの割合が増加している（図3）。また、搭載されるディスプレイサイズが拡大しており、大きい物では12インチを超えるフルHDディスプレイ搭載のデジタルクラスターも市場に投入されている。このようなディスプレイサイズの拡大や表示されるコンテンツの増加により、制御用MCUに内蔵されているフラッシュメモリでは対応しきれず、外付けの大容量NOR型フラッシュメモリを使用する例が増えているのだ（図4）。

図4：外付けフラッシュメモリを使用したインスツルメントクラスターシステムのブロック図

インフォテインメント

図5：インフォテインメントシステム

　前述の2つのアプリケーションに加えて、引き続き需要が高いのがインフォテインメント（図5）である。NOR型フラッシュメモリには、ブートコードやアプリケーションプログラム、リアルタイムOSが格納されているが、昨今のLinux系OS（アンドロイドなど）の普及により、OSサイズが急激に大きくなっている。そのため、NOR型フラッシュメモリに格納できず、e.MMCおよびSDカードにOSやアプリケーションを格納するシステムが増えている。しかしながら、e.MMCやSDカードでは高速起動には不向きであるため、ブートコードなど高速起動が必要なものには引き続きNOR型フラッシュメモリが求められている（図6）。

図6：フラッシュメモリを使用して高速起動を実現するインフォテインメントシステムのブロック図

必要なのは大容量で高速起動対応が可能なフラッシュメモリ

　ADAS、デジタルインスツルメントクラスター、インフォテインメント、この3つの車載アプリケーションは、そのトレンドとして高機能化や画面サイズの拡大が進んでいる。これにより扱うデータ容量が多くなり、それに対応し得る大容量のハイパフォーマンスNOR型フラッシュメモリが求められるのだ。これら3つのアプリケーションはまた、エンジン始動時に素早く起動しなければならないという共通の特徴があるが、高機能化によるデータ量の拡大がこの要求の解決を困難にしている。これらを解決する方法の1つとして、RAM（DRAM）上に常時データを保存しておく方法もあるが、大容量データを常時RAM上に展開すると暗電流が増加しバッテリーを消耗させるという別の問題が発生する。

　「フラッシュメモリに格納されているデータをいかに早く読み出すか？」。これがエンジン始動時に素早く起動できるかの大きなポイントとなる。単純にフラッシュメモリからのリード速度だけの問題であれば、メモリを複数個使用しデータバス幅を拡大すれば解決はできる。しかし、ピン数の観点からこの方法は得策ではない。次に、データサイズを圧縮して転送するという方法もあるが、画像圧縮による画像の劣化が発生してしまうのだ（図7）。

図7：メモリの種類別画像解像度の違い（クリックで拡大）

　サイプレスのHyperFlash^TMメモリは、このような問題を解決するのに最適なソリューションである。HyperFlash メモリは、サイプレスが開発した、最大動作周波数166MHz Double-Data-Rate（DDR）、データバス8本とコントロール信号4本の合計12本のみで制御可能なHyperBUS^TMインタフェースをベースにしており、最大333MB/sの圧倒的な高速リードパフォーマンスを実現している（図8）。

図8：サイプレスHyperBusが実現する革新的なスループット

　従来のパラレルNOR製品（Cypress GL512S：パラレル512Mb NOR型フラッシュメモリ）の約3倍のリードパフォーマンス、QSPI製品（Cypress FL512S：SPI512Mb NOR型フラッシュメモリ）の5倍のリードパフォーマンスを提供し、エンジン始動時の起動時間の短縮に非常に有益である。また、小ピン、小パッケージの要求も同時に満たす（図9）。

図9：サイプレスHyperFlashメモリを使用したシステム例

　小ピンかつ高速リードパフォーマンスのNOR型フラッシュメモリへの需要はアプリケーション設計者のみならず、各種アプリケーションをコントロールするMCUやSoCベンダーからも多くある。CypressのHyperBUSインタフェースは、既に多くのMCUおよびSoCベンダーに採用されているが、現在では車載向けMCU、SoC製品への搭載も拡大しており、今後フラッシュメモリの標準インタフェースの一つになり得ると期待される。

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