物聯(lián)網(wǎng)應用旺宏之低功耗NOR FLASH

?

得益于汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、5G、智能手機及其周邊（如TWS耳機、可穿戴式設備）等需求的推動，近一兩年，NOR Flash市場得到了飛速增長。詳細應用如下：

汽車電子：小到汽車攝像頭大到高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）都對NOR Flash有大量需求，高容量的NOR FLASH在汽車電子中被廣泛應用。從最初的車用廣播需要1Mb的低端NOR FLASH，到中控系統(tǒng)搭載的128Mb~256Mb NOR FLASH，再到ADAS系統(tǒng)中的主動車距控制巡航系統(tǒng)(ACC)、盲點偵測系統(tǒng)(BSD)、夜視系統(tǒng)(NV)、駕駛員瞌睡偵測系統(tǒng)(DDD)等,作為這些功能之眼的眾多攝像頭，大概率配置128-512Mb的NOR FLASH。

5G及周邊：5G基站自身應用，以及5G基站、微基站催生出了各種各樣的節(jié)點設備，5G 加速推動的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、邊緣計算相關設備的發(fā)展，這些應用都離不開NOR Flash。

手機屏幕：主要體現(xiàn)在 TDDI（觸控和 顯示驅動集成）對小容量 2Mb/4Mb ?NOR Flash 的采用以及 AMOLED 對 8Mb-32Mb NOR Flash 的需求增加等。AMOLED 需要外掛一顆 8Mb（Full HD） 或 32Mb（QHD）的 NOR Flash 進行光 學補償，而全面屏手機則傾向于采用 TDDI 方案，需外掛一顆 NOR Flash 用 于存儲觸控功能所需的分位編碼。

可穿戴設備：智能手機及周邊設備催生的大量需求。例如智能手機跟可穿戴式設備的配合、跟藍牙耳機/智能音響的配合等。尤其是可穿戴設備的應用，一方面需要采集用戶的數(shù)據(jù)信息，例如位置信息、心率信息等，另一方面也需要把外界數(shù)據(jù)傳輸給用戶，比如短信。這些都離不開NOR Flash代碼存儲芯片的支撐。此外，以TWS耳機為例，TWS耳機為了存儲更多固件和代碼程序，必須外擴一顆串行NOR Flash，一對TWS耳機則需要兩顆NOR Flash。隨著技術的不斷進步，以及相關企業(yè)為了保證自家TWS耳機具有較強的市場競爭力，TWS耳機功能將會持續(xù)增加，而功能的增加也就意味著NOR Flash容量需求的增多。

智慧醫(yī)療：住院病人監(jiān)測儀器，家用血糖儀等，數(shù)據(jù)即時傳輸，家庭醫(yī)生統(tǒng)一監(jiān)測等，和可穿戴設備類似，離不開一顆可靠的NOR FLASH。
工業(yè)領域：國內三表市場，外加北方熱表對NOR Flash需求上升。

物聯(lián)網(wǎng)設備：伴隨著5G基站的高密度布局，物聯(lián)網(wǎng)對NOR Flash將是一個長期利好。萬物互聯(lián)時代，數(shù)據(jù)流源源不斷，人與人之間、人與設備之間、人與云端服務器之間、設備與設備之間的各種數(shù)據(jù)交互都會產生海量的IoT節(jié)點且這些節(jié)點對應的設備需要大量的NOR Flash。

綜合以上場景，物聯(lián)網(wǎng)設備中，NOR FLASH的配置是必然。全球蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)為NOR Flash注入了一針雞血。除了帶來大量的應用需求之外，也打破了NOR Flash多年未有大變化的窘境。這對于NOR Flash而言，無疑是難得的機遇。然而物聯(lián)網(wǎng)應用場景的多樣性，也給NOR Flash帶來了全新挑戰(zhàn)。而此時，在NOR FLASH已經不是小容量存儲代名詞的情況下，必要考慮另一個因素。

物聯(lián)網(wǎng)設備大規(guī)模部署除了設備必須考量的存儲容量因素外，必須考慮功耗因素，這也是制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素。

隨著物聯(lián)網(wǎng)設備性能和集成度的提升，以及分布式應用的特點，在更換電池和升級時有諸多不便，如果升級換代可以通過無線傳輸解決，那么考慮如何長期供電則是避無可避。所以，物聯(lián)網(wǎng)設備對于功耗控制提出了更加嚴苛的要求。這就要求物聯(lián)網(wǎng)設備具有極低功耗，極長的使用壽命。

圖 2 物聯(lián)網(wǎng)設備基本配置

對于物聯(lián)網(wǎng)設備而言，盡可能延長電池的使用壽命已經成為另一個重要挑戰(zhàn)，從產品設計層面就要考慮，支持在不使用時進入低功耗模式，不僅僅是系統(tǒng)低功耗，每一個模塊都應當盡可能地考慮到，需要從各組成部分整體優(yōu)化。如圖2，是目前物聯(lián)網(wǎng)模塊的基本配置，除了Battery以外的每一部分，都應盡可能地使之在非工作狀態(tài)休眠，以進行合理的省電。

首先是MCU，通常而言，在物聯(lián)網(wǎng)感測端，需要低功耗和低電壓的MCU。隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的拓展，MCU也需要具有更加寬泛的電壓范圍，以提升產品設計和開發(fā)的靈活性。如在智能家居應用中，需要整合大電流驅動器及提升MCU電壓等。另外，在國內開始商用的遠程抄表、智慧水務、智慧煙感、汽車等應用中，對于MCU電壓都有不同要求。在物聯(lián)網(wǎng)設備中，NOR Flash通常用于MCU數(shù)據(jù)讀取和執(zhí)行，其工藝和讀取速度都直接影響MCU性能。于是，配合MCU的 NOR FLASH也需要在不同的情況能夠適配MCU。也就是說， SPI NOR存儲器產品需要支持寬電壓，以達到在不同場景不同應用中MCU的應用能夠最優(yōu)化。

其次是NOR FLASH，既可以寬電壓適配MCU，也需要打鐵自身硬的低功耗。需要在不工作狀態(tài)下能夠進入深睡模式，并且能夠即刻響應。在保障正常工作的情況下，盡可能減少電池消耗，從而充分發(fā)揮MCU和電池潛能，減少IoT設備的管理和維護成本。所以，在設計物聯(lián)網(wǎng)產品時，往往要尋找一顆合適的寬范圍電壓和低功耗FLASH。

Macronix MX25R系列NOR閃存是一系列超低功耗/寬范圍Vcc內存產品，適用于各種物聯(lián)網(wǎng)和其他節(jié)能應用，如可穿戴設備和移動設備。新的MX25R產品系列具有超低功耗、比傳統(tǒng)產品低60%以及寬范圍Vcc（1.65V-3.6V）功能，可延長電池壽命。

圖片

該系列提供512Kb到64Mb的密度。它支持標準串行或閃存接口，提供超小型產品封裝，如USON和WLCSP，以及用于SiP（系統(tǒng)封裝）解決方案的KGD產品。

圖片

標準串行NOR閃存接口超低功耗超低深功率下降電流<0.5uA，超低有功電流<4mA，寬量程Vcc（1.65V-3.6V）。在超低功耗模式和高性能模式之間切換的易失性位支持多I/O和掛起/恢復，具有唯一ID和安全的OTP，支持小尺寸：WSON、USON、WLCSP、KGD。

圖片

圖片