摘要：轿车行进情况的记载对剖析、判定路途交通事端、进步交通管理执法水平和运送管理水平、保证车辆运转安全具有重要效果。选用铁电存储器（FRAM）作为轿车行进实时数据存储设备，能够明显进步轿车行进情况记载的速度和密度，削减轿车事端产生时恶劣环境对数据记载的影响，精确地记载而且长期地保存故事产生进程数据，延伸实时数据记载仪的运用寿命，为事端判定供给精确牢靠的现场原始数据。
要害词：轿车事端 实时记载仪 铁电存储器
1 导言
我国轿车行进记载仪国家规范GB/T19056-2003现已于2003年9月1日开端施行，对耐高/低温文湿热性、抗振荡、抗冲击、外壳防护、静电放电抗扰度、辐射抗扰度等25项技能指标都进行了严厉的规则。轿车行进记载仪是能够对车辆行进速度、时刻、路程及有关车辆行进的其他情况信息进行记载、存储并通过接口完结数据输出的数字式电子记载设备。因为记载仪能够实时地记载车辆运转和驾驭员驾驭活动的有关信息，因而可在遏止疲惫驾驭、车辆超速等严峻交流违章、束缚驾驭人员的不良驾驭行为、防备路途交通事端、保证车辆行进安全、进步营运管理水平等诸多方面发挥重要的效果，并将为事端剖析判定供给原始数据。轿车行进记载仪供给的原始数据按时刻先后分为二种：历史数据和实时数据。在事端产生后的事端剖析时，历史数据仅仅作为事端剖析的参阅根据，而剖析事端产生原因和事端职责的主要根据则是事端产生进程的轿车实时数据。可是，轿车事端产生的时刻十分时刻短，而且轿车事端产生后供电中止。那么，怎么得到更多的实时数据和怎么在恶劣环境下继续长期保存所得数据成为轿车行进记载仪的要害。
2 轿车行进记载仪国家规范的要求
现在施行的GB/T19056-2003轿车行进记载仪国家规范对事端疑点数据即轿车事端实时数据的记载提出了清晰的要求：记载仪应以不大于0.2s的时刻距离继续记载并存储停车前20s实时时刻对应的车辆行进速度值及车辆制动情况信号，记载次数至少为10次。
国家规范的施行为轿车事端实时数据记载的存储器挑选提出更高的要求。数据记载时刻距离不大于0.2s，数据记载时刻段为事端产生前20s，要求存储器拜访速度快，数据过错率低，可擦写次数多，数据维护措施好，数据在各种恶劣环境下的保存时刻长，而且要求必定的存储容量，以到达国家规范的要求。
3 FRAM的功用和特征
美国Ramtron公司推出的铁电存储器（FRAM）选用一种全新的存储资料――铁电晶体资料，这一特别资料使得铁电存储产品一起具有随机存取记忆体（RAM）和非易失性存储产品的特性。产品的主要特色如下：
擦写次数多，至少到达100亿次；
速度快，没有写等待时刻；
功耗低，读写电流为150μA，静态电流小于1μA；
在高噪声情况下，数据写入过错率低；
作业温度规模宽，-40℃～+85℃；
数据维护措施紧密，数据难以丢掉；
数据维护力强和保存时刻长，在掉电情况下，数据能够保存10年以上。
轿车事端往往产生在瞬间，继续时刻十分时刻短，事端产生后轿车掉电，轿车事端产生往往伴跟着剧烈的磕碰乃至爆破，轿车事端产生后，轿车行进记载仪仪能够短时难寻，而且事端产生时的每个数据对剖析事端原因都极端重要，因而，FRAM的上述特色使其十分适用于轿车事端的实时数据记载。
4 FRAM的数据读写和维护措施
为了习气各类用户的运用习气，Ramtron公司供给了三种通用的数据总线接口：I2C、SPI和并口，推出了一系列不同容量的FRAM。这儿，以选用SPI接口的FM25640型为例，介绍FRAM的数据读写和数据维护。
4．1 FM2560简介
FM25640是Ramtron公司新推出的产品之一，选用工业规范串行外设接口SPI总线对存储器进行拜访，总存储容量为64k byte，最大总线作业频率达5MHz。图1所示为FM25640的引脚摆放。
SPI接口是一种通用同步串行接口总线，SPI接口使用SCK、SI和SO 3个引脚线进行数据的读/写，其间，SCK为时钟信号端，SI和SO为数据输入和输出端。SCK引脚的时钟信号必须由外部单片机或操控器输入，读/写命令字由SI引脚输入，数据由SO引脚输出。SPI接口共有4种操作形式，分别为0、1、2和3。SPI操作形式决议了设备接纳和发送数据时的时钟相位和极性，即决议了时钟信号的上升沿和下降沿与数据流方向之间的联系，FM25640仅支撑形式0和3。在这二种形式下，SCK信号的上升沿触发数据输入，下降沿触发数据输出。
4．2 FM25640的数据读写操作
FM25640是一种8位存储器，选用81928的阵列组织形式，用户拜访时，只需指定13位拜访地址，8位数据主动串行移位。FM25640从外界取得的数据按功用分为二种：指令（command）和数据（data）。不同的功用具有不同的写入格局和办法。
（1）FM25640的写指令
FM25640总共有6条指令，它们分别是写使能（WREN）、写制止（WEDI）、读寄存器（RDSR）、写寄存器（WRSR）、读数据（READ）和写数据（WRITE），这些指令操控存储器需求完结的功用。图2所示为FM25640的写指令时序。
（2）FM25640的写数据
因为正常情况下FM25640都是处于写制止情况，因而，在履行写操作之前，必须先写入写使能（WREN）指令，然后指定数据存储的13位开始地址，最终输入数据，FRAM的拜访速度十分块，不需求写等待时刻，一切数据均能够总线速度接连写入，数据写入完结后，片选端的上升沿使本次写使能失效，FRAM主动恢复写制止情况。FM25640的写数据时序如图3所示。
图4和图5
（3）FM25640的读操作
在片选信号有用后，总线输入读数据（READ）信号，指定数据存储的13位开始地址后，SI端口被屏蔽，数据从SO端口输出，数据地址内部主动添加，每个时钟周期输出一位，每个字节的最大有用位（MSB）最早输出。片选端的上升沿使本次读使能失效。读数据的时序如图4所示。
4．3 FM25640的数据维护措施
FRAM选用了多种有用的数据维护措施，其具体措施如下：
片选信号无效时，一切输出引脚均为高阻态，而且疏忽一切输入信号，避免外界噪声改写存储器；
设有写维护端口，这个端口有用时，制止对情况寄存器进行写操作，因为每次读写数据前都必须向寄存器写入相应的指令，因而这个维护措施十分有用；
FRA写入快速度，在高噪声环境下，快速写入能够削减数据受噪声影响出产的过错率；
在写入进程中，首要写入最重要的数据――最大有用位（MSB）；
FRAM上电时，默许情况为写制止，避免不合法改动数据。在数据写入前，必须用写使能指令敞开写入功用，写入完结后，FRAM主动恢复写制止情况；
在情况寄存器中的WPEN、BP0、BP1都为1，而且WP引脚为低电平的情况下，一切数据写入都无效；
与其他存储器不同，既使通过屡次擦写，FRAM也很少产生硬件读写过错；
FRAM选用和DRAM类似的读/重写机制，通过屡次读出不会损坏原始数据。
有了上述数据维护措施，FRAM能够在恶劣的环境下正确记载且长期地完好保存轿车事端产生现场的数据。
5 体系规划
5．1 体系硬件规划
在根据FRAM的高速、高保真轿车事端实时数据记载仪的体系规划中，选用单片机作为体系的协议和处理中心。通过轿车的CAN数据总线，单片机产生各个模块作业的时序，并接纳各种传感器丈量的实时数据，进行处理后，通过I/O口或许专用接口输入FRAM。体系的结构如图5所示。
5．2 体系软件规划
（1）体系初始化
轿车发起时，体系上电，进行体系初始化，初始化的主要任务是敞开中止功用。
（2）体系的数据收集
在剖析事端产生原因和事端职责时，事端产生时的轿车实时数据是主要根据。国家规范规则，关于事端疑点数据，记载仪应以不大于0.2s的时刻距离继续记载速度值及制动情况信号，而关于其他非突发的参阅数据能够削减其数据收集密度，因而体系设定突发信号和非突发信号的采样次数比为50：1，这样能有用削减数据量，进步有用数据收集密度，添加有用数据量。单片机从轿车CAN总线顺次读取速度、制动、转向灯等传感器的值，通过简略处理，送入FRAM存储。数据宽度均为8位，总线速度为1MHz，得到的突发信号均匀记载距离小于20ms，远远超越国家规范0.2s的采样时刻距离。64k byte的存储量能够存储长达将近2min的数据量，超越国标的20s的数据记载量。
（3）轿车事端产生的反响
轿车事端产生时，往往伴跟着激烈的振荡，这个激烈的振荡信号由振荡传感器拾取，产生中止信号，中止信号使单片机中止拜访各个模块传感器，并向实时数据的结尾加写数据结束符“”，然后向FRAM情况寄存器写入10001100，制止对FRAM进行任何写操作，一切这些操作无关100μs内完结。
（4）事端的数据保存
轿车事端产生后，若体系不掉电，则体系中止在中止的空循环，不对存储器进行任何拜访，FRAM因为中止发动的数据维护机制有用，任何非体系数据写入都被FRAM回绝；若体系掉电，FRAM的WP引脚也为低电平，制止对FRAM的情况寄存器进行写操作，而中止程序使WPEN、BP0、BP1=1，因而外界对存储器的任何不合法操作都无法完结。
6 总结
轿车行进记载仪能够具体记载轿车事端产生前的行进情况，为轿车事端原因剖析和职责鉴定供给了强有力的手法和依据，更好地保证人民群众的生命财产安全。选用FRAM作为轿车实时数据记载仪的存储器，能够快速、高密度地记载事端产生进程的轿车行进情况，削减因为轿车事端产生的恶劣环境对数据记载的影响，精确地记载而且长期地保存事端现场，延伸实时数据记载仪的运用寿命，一起，选用FRAM能够简化体系，减低体系本钱，进步体系的牢靠性。将来，跟着FRAM技能的开展，FRAM的存储量还会大大添加，能够添加轿车情况传感器的数量和品种，进步事端产生前的数据记载密度，为事端剖析和职责证定供给更全面、精确、详尽的轿车行进情况记载。
