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Tecnologia: l´interfaccia eMMC nelle auto

20/01/2020
di Domenico Scalera

Applicazioni Embedded evoluti per il settore automotive

Sin dalla loro prima uscita sul mercato, i Tablet e Smartphone utilizzavano al loro interno Memorie Flash eMMC (acronimo di embedded Multi Media Card), simili ai chip di Memoria Flash Nand utilizzati negli Hard Disk elettronici SSD, che consentono di ridurre i consumi fino alla metà dei Watt in lettura e in scrittura. I chip eMMC sono Nand Flash auto gestite che offrono funzioni di gestione dati e una durata di vita maggiore, in quanto hanno un’usura ridotta. Inoltre il sistema di correzione degli errori ECC è incluso nel chip, in modo da garantire una maggiore affidabilità e resistenza con tempi di risposta ottimali per applicazioni automotive attraverso una vasta gamma di requisiti operativi.

I dispositivi eMMC contengono sia la memoria flash sia il sistema di controllo, entrambi integrati all’interno dello stesso microchip BGA, in modalità stacked dotati di sistemi sovrapposti l’uno sull’altro, usando tecniche di cablaggio interno molto avanzate. Una soluzione di questo tipo è disponibile in package BGA e include tre componenti:

Flash memory fisica (progettata e prodotta usando i processi di memoria flash NAND più evoluti);

Interfaccia MMC;

Controller per la memoria flash (prodotto e disegnato con processi di diffusione High-Speed Logic).

I campi di utilizzo di questa tecnologia riguardano diversi tipi di applicazioni embedded: automotive, tablet e smartphone, nonché applicazioni su macchine fotografiche, navigatori auto, riproduttori multimediali portatili e altro ancora. La tendenza da parte dei produttori di Memorie Flash di utilizzare tecnologie che integrano controller e memoria flash NAND fisica, ha permesso di ottenere un elevato grado di efficienza e performance, riducendo la complessità del circuito e i costi complessivi. E’ stato inoltre possibile sviluppare funzionalità avanzate come la cancellazione sicura, gli interrupt ad alta priorità e il Trim.

Nella figura affianco possiamo osservare il confronto tra una soluzione con tecnologia tradizionale basata sull'utilizzo di memoria flash NAND discreta (in cui il controller è collocato all’esterno del dispositivo di memoria) e una soluzione di tipo eMMC con il controller assemblato a bordo del microchip.

Quest’ultima soluzione offre dei vantaggi innegabili, sollevando il processore host da compiti onerosi quali: codici a correzione di errore (ECC), gestione dei blocchi guasti (Bad Block Management) algoritmo di garbage collection, algoritmo di wear leveling, accodamento e gestione dei comandi a basso livello verso le memorie Nand Flash e altri meccanismi necessari per garantire l’integrità e la sicurezza dei dati. Si noti inoltre come l’interfaccia sia molto semplificata e ottimizzata anche a livello di connessioni elettriche. I dispositivi devono essere comunque conformi alla più recente versione di set di comandi e velocità del bus, la 5.1 HS400, dello standard JEDEC eMMC.

I dispositivi eMMC sono progettati e vengono testati per resistere a condizioni ambientali difficili ed offrono Firmware di gestione della memoria flash avanzata con miglioramenti dei sistemi di alimentazione, ECC, livellamento dell'usura e gestione dei blocchi errata. L'interfaccia eMMC è in grado di catturare tutti i momenti critici che avvengono a bordo delle vetture nonché registrare ogni evento in modo da garantire la qualità del servizio agli utenti finali, fornendo alta flessibilità sul singolo apparato a seconda delle esigenze di archiviazione.

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