本文屬于ADAS控制器開(kāi)發(fā)系列。以智能前視攝像頭模塊為基礎(chǔ)。主要介紹下ADAS/AD ECU的存儲(chǔ)topic。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理這個(gè)系統(tǒng)BB（Building Blocks），主要是定義控制器模塊的存儲(chǔ)機(jī)制。在智能前視攝像頭模塊中，一般有三個(gè)存儲(chǔ)位置，即MCU芯片中的RAM、片上Flash （Embedded Flash Memory）和位于MCU外部的一個(gè)大型Flash芯片。其中，片上Flash和外部大型Flash就叫做該控制器模塊的NVM。所謂NVM，即Non-volatile memory，非易失存儲(chǔ)器，具有非易失、按字節(jié)存取、存儲(chǔ)密度高、低能耗、讀寫(xiě)性能接近DRAM，但讀寫(xiě)速度不對(duì)稱(chēng)，壽命有限。

外部大型Flash主要存儲(chǔ)Mobileye芯片的VFP需要運(yùn)行的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)。

片上Flash主要存儲(chǔ)主MCU芯片的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)，如圖1所示的Memory Map：

圖1 片上Flash的Memory Map

如上圖所示，片上Flash包括CodeFlash、DataFlash和NVRAM三大片區(qū)域。

CodeFlash用于存儲(chǔ)代碼，包括BL和APP的程序代碼，以及相關(guān)的固定標(biāo)定參數(shù)代碼。

DataFLash包括兩部分，空間較小的那部分存儲(chǔ)一些基本信息，例如制造相關(guān)信息、SBAT相關(guān)信息、TAC相關(guān)信息等。空間較大的那部分區(qū)域則是用來(lái)做模擬EEPROM。這部分區(qū)域主要有軟件層面的一個(gè)叫做KAMM（Keep-Alive Memory Manager）的模塊來(lái)管理，因此這部分空間也叫KAM（Keep-Alive Memory）空間。

NVRAM（ Non-Volatile Random Access Memory） 又叫非易失性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器，指斷電后仍能保持?jǐn)?shù)據(jù)的一種RAM。

一、KAM與KAMM

KAM空間在存儲(chǔ)策略上采用模擬EEPROM存儲(chǔ)策略（也叫EED存儲(chǔ)策略，即EEPROM Emulation Driver，EEPROM仿真驅(qū)動(dòng)器）。

而KAMM（Keep-Alive Memory Manager），則：

ECU第一次啟動(dòng)時(shí)，KAMM負(fù)責(zé)將CodeFlash中對(duì)應(yīng)KAM的參數(shù)數(shù)據(jù)加載到KAM區(qū)域，使KAM區(qū)域的參數(shù)有初始值。

負(fù)責(zé)將NVRAM中（正在運(yùn)行的APP程序中的相關(guān)參數(shù)，以結(jié)構(gòu)體形式存在）與KAM相關(guān)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入KAM中，以及將KAM中的數(shù)據(jù)按優(yōu)先權(quán)大小寫(xiě)入NVRAM。需要提一點(diǎn)，APP程序不能改CodeFlash的，只能用Bootloader來(lái)刷寫(xiě)。

負(fù)責(zé)記錄KAM的寫(xiě)入/擦除次數(shù)，使其不得超過(guò)NVM（主要指片上Flash）的最大寫(xiě)入/擦除次數(shù)。

二、EED策略詳解：

將KAM（Keep-Alive Memory）空間劃分成四個(gè)頁(yè)（EEPROM Block），其中Block0=Block1=16k，Block2=Block3=32k大小。

KAM采用EDD策略，因此只支持頁(yè)操作，要?jiǎng)h除就整個(gè)頁(yè)的刪；不能像正常Flash那樣，按位（bit）來(lái)讀、寫(xiě)、刪。

這4個(gè)頁(yè)，每個(gè)頁(yè)的首地址，包含每頁(yè)的標(biāo)志位，記錄該頁(yè)的狀態(tài)，一般有三種標(biāo)志位：Active、Alternate和Erased。被這三種標(biāo)記位標(biāo)記的頁(yè)，分別稱(chēng)為活動(dòng)頁(yè)（Active）、備用頁(yè)（Altenate）和已擦除頁(yè)（Erased）。活動(dòng)頁(yè)代表正使用（正在讀寫(xiě)）的頁(yè)；備用頁(yè)代表一旦活動(dòng)頁(yè)寫(xiě)滿，可隨時(shí)將活動(dòng)頁(yè)中的有效數(shù)據(jù)copy到該頁(yè)中，然后擦除之前的活動(dòng)頁(yè)（擦的比較）。

第3條上加粗了“有效數(shù)據(jù)”四個(gè)字，為啥要將活動(dòng)頁(yè)中的有效數(shù)據(jù)復(fù)制？難道有無(wú)效數(shù)據(jù)存在？？？事實(shí)上這就是FLash模擬EEPROM的精髓所在。如果是在EEPROM中存數(shù)據(jù)，那很簡(jiǎn)單，給個(gè)地址指針，要讀要寫(xiě)直接操作啊，每次寫(xiě)一次，就更新一次那個(gè)地址的存儲(chǔ)信息就好了。比如有個(gè)參數(shù)vehiclespeed，vehiclespeed也是指針，指向指針的地址是0x1111，數(shù)值80kph，想更改為100kph，如果是EEPROM，那簡(jiǎn)單，直接改0x1111地址的值就可以了。但是Flash想寫(xiě)數(shù)據(jù)，就必須先擦除操作（先擦除后寫(xiě)入原則）為了減少擦除次數(shù)（況且擦除時(shí)間很長(zhǎng)，你也等不起啊），不想因?yàn)楦囊粋€(gè)數(shù)據(jù)的值，就擦除一次，因此設(shè)置了一個(gè)虛擬地址和數(shù)值，例如vehicle speed和80kph，當(dāng)想“修改”該數(shù)值時(shí)，實(shí)際上不是真修改，而是讓虛擬地址會(huì)指向同一個(gè)頁(yè)內(nèi)的、未使用的、擦除過(guò)了的區(qū)域直接進(jìn)行寫(xiě)操作（滿足了先擦除后寫(xiě)入原則），再寫(xiě)一個(gè)100kph進(jìn)去。這樣不就偷懶了一次，少了一次擦寫(xiě)啦。而且，老的80kph數(shù)據(jù)，和新的100kph數(shù)據(jù)都存在于該活動(dòng)頁(yè)當(dāng)中。不過(guò)系統(tǒng)可以智能的知道，100kph是最新數(shù)據(jù)，假如需要讀vehicle speed數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)再去找那個(gè)80kph，而是直接找100kph這個(gè)數(shù)。那么這個(gè)80kph就是無(wú)效數(shù)據(jù)，100kph就是有效數(shù)據(jù)。等到這個(gè)頁(yè)都寫(xiě)滿了之后，把都是最新的參數(shù)拷貝到下一個(gè)頁(yè)中，那些老的不用的數(shù)值，一次性隨著整個(gè)頁(yè)的擦寫(xiě)，而消失。（PS：感覺(jué)有點(diǎn)像iOS中的Auto Release Pool哇！攢一坨廢數(shù)據(jù)后，一起釋放）。

圖1 DataFLash的Memory Map

圖2 外部Flash與片上FLash的比較

三、KAM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

KAM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為了操作方便，一般也會(huì)按照功能邏輯上寫(xiě)操作時(shí)機(jī)（Trigger timing）相似的方法進(jìn)行分組，分成Type0、Type1、Type2和Type3等幾個(gè)不同的結(jié)構(gòu)體，每個(gè)結(jié)構(gòu)體里，封裝一組參數(shù)。當(dāng)然，這里的Type0/1/2/3等結(jié)構(gòu)體，跟之前的Block1/2/3/4頁(yè)沒(méi)有關(guān)系，Block1/2/3/4的大小都是16k以上級(jí)別的，而每個(gè)Type0/1/2/3結(jié)構(gòu)體占用空間才1b~2kb。這些Type結(jié)構(gòu)體是存儲(chǔ)在頁(yè)中的。

分組結(jié)構(gòu)體有不同的優(yōu)先權(quán)，當(dāng)幾個(gè)結(jié)構(gòu)體同時(shí)需要讀寫(xiě)時(shí)，會(huì)優(yōu)先處理優(yōu)先權(quán)最高的結(jié)構(gòu)體。

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總結(jié)

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