#科技# #故事# “天眼之父”南仁东：铁汉也有柔情
张蜀新摄
“你是天的眼，让我们听见远空的呼唤，宇宙因你不再遥远……”踏平坎坷，22年铸就大国重器，南仁东在生命最后关头的奋力一搏，打开了“天之眼”，却又匆匆化作星辰而去，留下遗诗言志。“感官安宁，万籁无声。美丽的宇宙太空以它的神秘和绚丽，召唤我们踏过平庸，进入它无垠的广袤……”
逝世两年之后，南仁东被授予“人民科学家”国家荣誉称号。在群山之间，在贵州的大窝凼里，他犀利的眼神化身巡天的利刃，追寻着那浩瀚的天际，在茫茫宇宙里探索着未知。发现近200颗优质脉冲星候选体，首次捕捉到重复爆发的快速射电暴……调试3年间，FAST（500米口径球面射电望远镜）的出色表现，足以告慰南仁东的在天之灵。如今，一波又一波的科研人员坚守在大山深处，他们继承了南仁东的遗志，继续看护着FAST。
身上有股少有的“狠劲”
“深切缅怀敬爱的南老师……”9月15日晚，正逢南仁东逝世两周年祭日，张蜀新在微信中发了几张南仁东的老照片。那是南仁东留下的工作瞬间，为数不多却弥足珍贵。流传最广的一张，是站在FAST圈梁上，戴着蓝色头盔的南仁东侧身回望，那眼神，犀利、坚毅。
身为FAST工程副经理兼办公室主任，张蜀新也是一位摄影行家。在并肩作战的无数个日日夜夜，一个偶然的机会，不经意间，抬手“咔嚓”一声，张蜀新拍下了一个传神的南仁东。
在人生的最后22年，如果没有踏平坎坷的决绝，南仁东不可能完成这个看似空中楼阁的浩大工程。在FAST项目现任总工程师姜鹏的印象中，为了FAST，这个执拗的老头几乎就没为任何事低过头。
1993年，国际无线电联盟大会在日本东京召开。科学家们商议的是，要在全球电波环境恶化到不可收拾之前，建造新一代射电望远镜。南仁东忍不住敲开中国参会代表的门，“咱们也建一个吧！”
当年，中国最大的射电望远镜口径为25米，要建一个500米口径的射电望远镜，在全世界都独一无二。抛开昂贵的造价不说，去哪找一个合适的地方啊？在多少人看来，这样的想法“不可思议”。
南仁东却我行我素。从1994年到2005年的11年间，他坐着绿皮火车，“咣当咣当”一趟趟前往贵州，一头扎进乱石密布的喀斯特山区。踏遍几十个候选窝凼，在贵州平塘，直到四面环山的大窝凼出现在眼前，南仁东才停下了脚步。
选址，论证，立项，建设。没有人知道，南仁东到底吃了多少苦、受了多少委屈。可在团队面前，他永远是一个硬杠杠的汉子。爬坡上坎，每每见有人上前搀扶，他都会毫不犹豫地甩开别人。干起活来，身上永远有一股年轻人都少有的“狠劲”。
2011年，开工建设没多久，FAST就遇到了致命难题。要造一口这么大的“锅”，市面上的钢索无法满足施工要求，南仁东二话不说，亲自上阵奋战700多天，在经历近百次的失败实验后，方才解决了索网疲劳问题。
遇山开路，逢水搭桥。没有成熟的经验可以借鉴，南仁东带领他的团队一步一个脚印，最终建成了举世瞩目的大国重器。
2016年9月25日，FAST落成。
工人的事他都记在心里
FAST真是一个庞大的工程，涉及天文学、力学、机械工程和岩土工程等各个领域，每一个领域几乎都是开创性的工作。曾担任南仁东助理的姜鹏觉得奇怪，都说术业有专攻，偏偏南仁东什么都懂，没有哪个环节能“忽悠”他，似乎这个项目就是为他而生的。
南仁东甚至笑纳了别人送他的“天才帽子”。一次和张蜀新的闲聊，他掏了心窝：“你以为我是天生什么都懂吗？其实我每天都在学。”
然而，天妒英才，就在FAST建成一周年前夕，罹患肺癌的南仁东悄然驾鹤西去。
因为在南仁东出国治病之前，没能见上最后一面，姜鹏至今心存遗憾。刚得病时，南仁东就说过，“如果有一天我真的不行了，我就躲得远远的，不让你们看见我”。姜鹏原以为这只是一句玩笑话，没想到一语成谶。
据说，在遥远的古代，大象在生命的最后时光会悄悄离开象群，独自在某个地方，等待那个时刻的降临。一生刚强的南仁东，也选择了这种特殊的告别方式。
苍天、星空、宇宙、永恒……这些宏大空灵的字眼，放在南仁东的身上，总是让人觉得恰如其分。纵观他的一生，波澜壮阔，大开大阖，一如浩瀚之苍穹、巍峨之群山。
高山仰止，却并非高高在上。
在FAST施工期间，得知工人们来自云南的贫困山区，家里都非常困难，南仁东悄悄打电话给现场工程师雷政，请他了解每个人的身高、腰围、鞋码等情况。当他第二次来到工地时，随身带了一个大箱子。当晚，他提着箱子去了工人的宿舍。打开箱子，都是为工人们量身买的T恤、休闲裤和鞋子。“这是我跟老伴去市场挑的，很便宜，大伙别嫌弃……”回来路上，南仁东对雷政说：“他们都太不容易了。”
更早的时候，在去大窝凼的路上，南仁东遇到放学的孩子们，见他们衣衫单薄，回到北京后，他给当地干部写信，随信附上转给贫困孩子的500元。此后，连着寄了四五年，资助了七八个学生。
“他有些品质我永远也学不会，比如怜悯之心，我可能永远也做不到他那么善良。”姜鹏说，他同情弱者，愿意以弱势群体的角度审视这个世界。“很难想象一个大科学家在简陋的工棚里与工人聊着家长里短，他还记得许多工人的名字，知道他们干哪个工种，知道他们的收入，知道他们家里的琐事。”
给FAST人留下宝贵精神财富
“调试工作推进到这个节点上，现在最想听的就是您的评论，哪怕只有一句话也可以。也可能我只是想念您的声音。以往跟您在一起的时候，都是您说我听。今天我说的这点儿话，算成数据量可能也就1KB多点儿。您一定也有很多话想对我们说吧，我不知道FAST从太空接收的5PB数据里，会不会有您惯常的声音。如果有的话，我们一定不会错过。”
这是南仁东去世后，FAST调试组副组长甘恒谦写给他的“信”。片言只语，满屏哀思，读来让人动容。
调试3年来，FAST的出色表现，足以告慰南仁东的在天之灵。截至目前，FAST已发现近200颗优质的脉冲星候选体，其中有100多颗已被确认为新发现的脉冲星，还首次捕捉到了距离地球约30亿光年的神秘射电信号——多次重复爆发的快速射电暴。作为目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜，FAST在灵敏度和综合性能上，比德国波恩100米望远镜和美国阿雷西博350米望远镜分别提高了10倍，而且覆盖了当今射电天文的三大主流热点方向：宇宙演化、探测脉冲星和星际分子。可以预见，在正式投用后，FAST将以高灵敏度巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星、探测星际分子，甚至还可能搜寻地外生命，也就是人们朝思暮想的“外星人”发出的星际通讯信号。
不夸张地说，是南仁东，为中国开启了射电天文学10年至20年的“黄金期”。
可喜的是，更多的后来者，守护着FAST。FAST调试组成员黄琳说：“每当我们遇到困境，就会仰望满天繁星，想想南老爷子的付出和心血，就没有什么过不去的坎，也没有什么解决不了的问题。”
FAST调试组成员郑云勇讲过一个小插曲。一个炎热的下午，当调试好的多波束和下平台同时运行时，立即出现报警现象。正值调试关键时期，当晚还有观测计划，这下可把大家急坏了。同志们关在蒸笼一样的馈源舱里，不管白天酷热难耐，也不顾天黑升舱的安全风险，忙活了七八个小时，有人还中暑了，可谁也没有怨言，直到最终排除了故障。郑云勇说：“那一刻我明白了，这就是咱们FAST人的精神，是南老师留给大家的财富！”
八字胡、戴眼镜、小个头、一身工服……如今，南仁东的塑像，伫立在贵州大窝凼：他仿佛正在和同事们讨论，左手插兜，右手在图纸上指点。塑像凝固了南仁东在FAST工作的一个瞬间，更凝聚着中国科学家的梦想、执着和忠诚，记录着他们为国家和民族不断超越、永不停歇的逐梦姿态和奋斗精神。
“感官安宁，万籁无声。美丽的宇宙太空，以它的神秘和绚丽，召唤我们踏过平庸进入到无垠的广袤……”南仁东用诗一般的语言，带给人们无限憧憬。此时，天上的那颗“南仁东星”，正熠熠生辉。
记者 何星辉
张蜀新摄
“你是天的眼，让我们听见远空的呼唤，宇宙因你不再遥远……”踏平坎坷，22年铸就大国重器，南仁东在生命最后关头的奋力一搏，打开了“天之眼”，却又匆匆化作星辰而去，留下遗诗言志。“感官安宁，万籁无声。美丽的宇宙太空以它的神秘和绚丽，召唤我们踏过平庸，进入它无垠的广袤……”
逝世两年之后，南仁东被授予“人民科学家”国家荣誉称号。在群山之间，在贵州的大窝凼里，他犀利的眼神化身巡天的利刃，追寻着那浩瀚的天际，在茫茫宇宙里探索着未知。发现近200颗优质脉冲星候选体，首次捕捉到重复爆发的快速射电暴……调试3年间，FAST（500米口径球面射电望远镜）的出色表现，足以告慰南仁东的在天之灵。如今，一波又一波的科研人员坚守在大山深处，他们继承了南仁东的遗志，继续看护着FAST。
身上有股少有的“狠劲”
“深切缅怀敬爱的南老师……”9月15日晚，正逢南仁东逝世两周年祭日，张蜀新在微信中发了几张南仁东的老照片。那是南仁东留下的工作瞬间，为数不多却弥足珍贵。流传最广的一张，是站在FAST圈梁上，戴着蓝色头盔的南仁东侧身回望，那眼神，犀利、坚毅。
身为FAST工程副经理兼办公室主任，张蜀新也是一位摄影行家。在并肩作战的无数个日日夜夜，一个偶然的机会，不经意间，抬手“咔嚓”一声，张蜀新拍下了一个传神的南仁东。
在人生的最后22年，如果没有踏平坎坷的决绝，南仁东不可能完成这个看似空中楼阁的浩大工程。在FAST项目现任总工程师姜鹏的印象中，为了FAST，这个执拗的老头几乎就没为任何事低过头。
1993年，国际无线电联盟大会在日本东京召开。科学家们商议的是，要在全球电波环境恶化到不可收拾之前，建造新一代射电望远镜。南仁东忍不住敲开中国参会代表的门，“咱们也建一个吧！”
当年，中国最大的射电望远镜口径为25米，要建一个500米口径的射电望远镜，在全世界都独一无二。抛开昂贵的造价不说，去哪找一个合适的地方啊？在多少人看来，这样的想法“不可思议”。
南仁东却我行我素。从1994年到2005年的11年间，他坐着绿皮火车，“咣当咣当”一趟趟前往贵州，一头扎进乱石密布的喀斯特山区。踏遍几十个候选窝凼，在贵州平塘，直到四面环山的大窝凼出现在眼前，南仁东才停下了脚步。
选址，论证，立项，建设。没有人知道，南仁东到底吃了多少苦、受了多少委屈。可在团队面前，他永远是一个硬杠杠的汉子。爬坡上坎，每每见有人上前搀扶，他都会毫不犹豫地甩开别人。干起活来，身上永远有一股年轻人都少有的“狠劲”。
2011年，开工建设没多久，FAST就遇到了致命难题。要造一口这么大的“锅”，市面上的钢索无法满足施工要求，南仁东二话不说，亲自上阵奋战700多天，在经历近百次的失败实验后，方才解决了索网疲劳问题。
遇山开路，逢水搭桥。没有成熟的经验可以借鉴，南仁东带领他的团队一步一个脚印，最终建成了举世瞩目的大国重器。
2016年9月25日，FAST落成。
工人的事他都记在心里
FAST真是一个庞大的工程，涉及天文学、力学、机械工程和岩土工程等各个领域，每一个领域几乎都是开创性的工作。曾担任南仁东助理的姜鹏觉得奇怪，都说术业有专攻，偏偏南仁东什么都懂，没有哪个环节能“忽悠”他，似乎这个项目就是为他而生的。
南仁东甚至笑纳了别人送他的“天才帽子”。一次和张蜀新的闲聊，他掏了心窝：“你以为我是天生什么都懂吗？其实我每天都在学。”
然而，天妒英才，就在FAST建成一周年前夕，罹患肺癌的南仁东悄然驾鹤西去。
因为在南仁东出国治病之前，没能见上最后一面，姜鹏至今心存遗憾。刚得病时，南仁东就说过，“如果有一天我真的不行了，我就躲得远远的，不让你们看见我”。姜鹏原以为这只是一句玩笑话，没想到一语成谶。
据说，在遥远的古代，大象在生命的最后时光会悄悄离开象群，独自在某个地方，等待那个时刻的降临。一生刚强的南仁东，也选择了这种特殊的告别方式。
苍天、星空、宇宙、永恒……这些宏大空灵的字眼，放在南仁东的身上，总是让人觉得恰如其分。纵观他的一生，波澜壮阔，大开大阖，一如浩瀚之苍穹、巍峨之群山。
高山仰止，却并非高高在上。
在FAST施工期间，得知工人们来自云南的贫困山区，家里都非常困难，南仁东悄悄打电话给现场工程师雷政，请他了解每个人的身高、腰围、鞋码等情况。当他第二次来到工地时，随身带了一个大箱子。当晚，他提着箱子去了工人的宿舍。打开箱子，都是为工人们量身买的T恤、休闲裤和鞋子。“这是我跟老伴去市场挑的，很便宜，大伙别嫌弃……”回来路上，南仁东对雷政说：“他们都太不容易了。”
更早的时候，在去大窝凼的路上，南仁东遇到放学的孩子们，见他们衣衫单薄，回到北京后，他给当地干部写信，随信附上转给贫困孩子的500元。此后，连着寄了四五年，资助了七八个学生。
“他有些品质我永远也学不会，比如怜悯之心，我可能永远也做不到他那么善良。”姜鹏说，他同情弱者，愿意以弱势群体的角度审视这个世界。“很难想象一个大科学家在简陋的工棚里与工人聊着家长里短，他还记得许多工人的名字，知道他们干哪个工种，知道他们的收入，知道他们家里的琐事。”
给FAST人留下宝贵精神财富
“调试工作推进到这个节点上，现在最想听的就是您的评论，哪怕只有一句话也可以。也可能我只是想念您的声音。以往跟您在一起的时候，都是您说我听。今天我说的这点儿话，算成数据量可能也就1KB多点儿。您一定也有很多话想对我们说吧，我不知道FAST从太空接收的5PB数据里，会不会有您惯常的声音。如果有的话，我们一定不会错过。”
这是南仁东去世后，FAST调试组副组长甘恒谦写给他的“信”。片言只语，满屏哀思，读来让人动容。
调试3年来，FAST的出色表现，足以告慰南仁东的在天之灵。截至目前，FAST已发现近200颗优质的脉冲星候选体，其中有100多颗已被确认为新发现的脉冲星，还首次捕捉到了距离地球约30亿光年的神秘射电信号——多次重复爆发的快速射电暴。作为目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜，FAST在灵敏度和综合性能上，比德国波恩100米望远镜和美国阿雷西博350米望远镜分别提高了10倍，而且覆盖了当今射电天文的三大主流热点方向：宇宙演化、探测脉冲星和星际分子。可以预见，在正式投用后，FAST将以高灵敏度巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星、探测星际分子，甚至还可能搜寻地外生命，也就是人们朝思暮想的“外星人”发出的星际通讯信号。
不夸张地说，是南仁东，为中国开启了射电天文学10年至20年的“黄金期”。
可喜的是，更多的后来者，守护着FAST。FAST调试组成员黄琳说：“每当我们遇到困境，就会仰望满天繁星，想想南老爷子的付出和心血，就没有什么过不去的坎，也没有什么解决不了的问题。”
FAST调试组成员郑云勇讲过一个小插曲。一个炎热的下午，当调试好的多波束和下平台同时运行时，立即出现报警现象。正值调试关键时期，当晚还有观测计划，这下可把大家急坏了。同志们关在蒸笼一样的馈源舱里，不管白天酷热难耐，也不顾天黑升舱的安全风险，忙活了七八个小时，有人还中暑了，可谁也没有怨言，直到最终排除了故障。郑云勇说：“那一刻我明白了，这就是咱们FAST人的精神，是南老师留给大家的财富！”
八字胡、戴眼镜、小个头、一身工服……如今，南仁东的塑像，伫立在贵州大窝凼：他仿佛正在和同事们讨论，左手插兜，右手在图纸上指点。塑像凝固了南仁东在FAST工作的一个瞬间，更凝聚着中国科学家的梦想、执着和忠诚，记录着他们为国家和民族不断超越、永不停歇的逐梦姿态和奋斗精神。
“感官安宁，万籁无声。美丽的宇宙太空，以它的神秘和绚丽，召唤我们踏过平庸进入到无垠的广袤……”南仁东用诗一般的语言，带给人们无限憧憬。此时，天上的那颗“南仁东星”，正熠熠生辉。
记者 何星辉
【韩中俄无线电导航合作磋商将在首尔举行】据韩联社报道，韩国海洋水产部31日消息称，远东无线电导航服务网（FERNS）理事会第28次会议将于11月4至8日在首尔举行。本次会议将有来自韩国、中国、俄罗斯3个理事国和国际航标协会（IALA）的28名人士与会。理事国将就无线电导航技术的研发成果进行交流，讨论合作方案...详情：https://t.cn/Ai1BLIyU
八个关键点看懂5G无线基础设施的故障安全要求
如果您一直关注有关5G的新闻，您就会知道它可以显著提高带宽，最高可达10Gbps。此外，它还具有低于1ms的系统时延，与现有的网络相比，功耗大大降低。5G将在工业物联网、车辆间通信和互联边缘计算等领域实现大量新应用。除了高带宽和超低时延以外，这些应用还需要具备另外两个不太受关注的特性，即99.99x％的可靠性和24x7的全天候可用性。本文讨论了无线基础设施应用中NOR Flash 存储器的重要选择标准。
技术
为了在压缩的上市时间内响应不断变化的市场标准，现场可编程门阵列（FPGA）以及互补式片上系统（SoC）在各种无线基础设施应用中得到了广泛的应用。FPGA和SoC需要在每次系统启动时进行配置。FPGA和SoC可以通过各种类型的存储器进行配置，例如Flash、eMMC、非托管型NAND和SD卡。与NAND Flash（托管或非托管）和SD卡不同，NOR Flash存储器可在初始响应和启动时提供高可靠性，并具有低时延，同时能在市场上存活10年或更长时间。
此外，与浮栅技术相比，MirrorBit技术（每个存储单元存储两位）的进步支持更大的密度缩放。更高的密度可实现5G无线基础设施所需的单芯片1Gb和更高密度的NOR Flash产品。由于这些特性，NOR Flash存储器已广泛用于无线基础设施应用中，用来配置FPGA和SoC，从而快速可靠地启动这些设备。
密度
5G能够使用6GHz以下的频段和28GHz的频段。这些载波频率远高于典型的4G LTE频率。虽然随着频率的增加，较高的载波频率有可能支持更多的信道，但传播会变得更糟。在这些频率下，由于自由空气衰减且信号无法穿透固体，连接被限制在短程视线范围内。
因此，收发器将不得不依赖于诸如波束成形之类的技术。波束成形提供相长干涉以增强接收端的信号，但是单元格必须更紧密地连接在一起。MIMO天线及其射频前端是实现5G接入单元的关键。对于基站，天线可能是64x64阵列。64x64 MIMO将爆发前传（天线与数字前端之间的连接）带宽要求。与4G LTE数字单元中使用的相比，接入单元中使用的FPGA/SoC必须具有更多的逻辑元件（更高的密度）、更高的DSP能力和更多的收发器。这些需求的增加将导致更大的配置图像，需要更高密度的单片NOR Flash存储器，用于配置FPGA/SoC。对于5G接入单元，这种密度范围在512Mb到2Gb之间。
接口
FPGA和SoC可以通过两种不同的接口类型（并行和串行）来配置/启动闪存。虽然并行接口支持更快的读写时间，但接口需要太多的IO。例如，考虑将1Gb并行NOR Flash与FPGA接口连接，所需的IO数量为49。但随着密度的每次增加（2G、4G、8G等），引脚数量就增加1。
NOR Flash串行接口基于控制器上常见的SPI接口。其采用SPI（1位）、Dual-SPI（2位）、Quad-SPI或Q-SPI（4位）甚至Octal-SPI（8位）接口。工程师正在从并行接口迁移到串行接口，以进行新系统设计。串行接口同时减少存储器和SoC的引脚数量，缩小PCB，从而降低成本，缩小外形尺寸。Octal SPI和HyperBus接口现在可提供高达400MB/秒的性能，与并行接口相媲美。请注意，虽然最近发布的赛灵思Versal FPGA可支持Octal SPI和Q-SPI接口，但14nm及更高级别的FPGA/SoC仅支持Q-SPI接口。
电压
除了并行接口和串行接口以外，接口的电压需求也是一个重要的选择标准。如今，用于5G的FPGA/SoC将以最先进的工艺节点开发，将减少3V电压的I/O支持，以提高IC的可靠性和性能。市场上大多数闪存都是3V组件（这意味着它们需要在2.7V至3.6V的电压范围下工作）。而最新的FPGA/SoC需要1.8V NOR Flash组件（这些组件需要在1.7V至2.0V的电压范围下工作）。随着FPGA和其他控制器继续向更小的外形尺寸和电源电压迈进，现在，1.2V NOR Flash组件将逐渐可用。虽然大多数NOR Flash组件只需要一个电源电压，但1.2V组件需要两个不同的电源。一个用于核心，另一个用于IO（输入和输出的高低条件参考VIO定义）。将VIO与VCC分离可为系统设计师提供更大的灵活性，但需要额外的电源。
市场上几乎所有的1.2V NOR Flash存储器都针对消费类应用。与5G无线基础设施应用的需求相比，消费类应用本质上具有低密度，因此不适合在这些应用中配置FPGA。由于可用的密度选项和对FPGA中1.8V IO的广泛支持，1.8V NOR Flash存储器仍然是最适合配置各种FPGA或为无线基础设施应用启动SoC的NOR Flash。
额定温度与低功耗模式
无线基础设施设备，尤其是无线电和小型蜂窝等数字前端，通常安装在室外并面临极端环境条件的挑战。更糟糕的是，系统设计师在5G中使用的组件上安装散热器和风扇的能力可能有限。因此，设计师通常选择高于工业级温度（-40OC至+105OC）的NOR Flash组件，以承受恶劣的环境条件，以及在功耗方面提供额外的保护带，并确保在上述高温下启动和运行。
深度节能与待机模式
NOR Flash组件通常在FPGA/SoC配置周期之间是空闲的。某些NOR Flash组件上设有深度节能与待机模式，可以在配置完成后通过将NOR Flash组件置于低功耗状态来帮助降低功耗。
耐用性与数据保留
NOR Flash针对可靠性与性能进行了优化，而不是成本（与NAND Flash和SD卡等以消费者为导向的技术不同）。该技术使用相对较大的存储单元，可提供高耐用性与较长的数据保留。我们发现产品具有100K编程/擦除（P/E）周期的耐用性和长达10年的数据保留能力也不足为奇。请注意，通常人们不会担心此类应用的耐用性，因为Flash只能写入少量次数。如果我们只考虑将配置图像存储在Flash中，则情况确实如此。此外，一些设计师还使用Flash来高速缓存事务数据与系统错误日志。在这种使用场景下，系统日志每隔几分钟就会在Flash中更新一次。因此，8到10年寿命期间的P/E周期总数可超过最大耐用性规格而无损耗平衡。
市场上的新产品通过提供高达1M P/E周期的耐用性或25年的数据保留选择，使工程师能够为耐用性和数据保留之间的平衡进行优化。这些更高可靠性的产品有时会带有详细的故障模式影响分析，可帮助设计师设计系统，以满足或超越5G规格的超高可靠性和可用性要求。例如，赛普拉斯提供多种功能安全文档，包括设备安全手册和详细的安全分析报告，其中记录了产品安全架构和假设使用情况、汇总FIT率、FMEDA结果、完整的安全分析直至封锁电平、安全机制和诊断范围（参见面向汽车与功能安全的NOR Flash）。
安全功能
最近有一份针对全球电信公司的长期大规模攻击的新闻报道。安全研究公司Cybereason称，攻击者在这次袭击中泄露了调用数据记录，但是他们已经控制了网络，甚至可以将其关闭。由于类似这样的事件，人们越来越关注无线基础设施设备的保护。保障这些系统安全的最简单的方式是通过部署安全启动和访问控制流程来保护配置图像/启动代码。为了对保护嵌入式系统日益增长的兴趣做出响应，NOR Flash供应商已经开始开发具有内置安全功能的产品，例如基于公钥基础设施的身份验证和访问控制以及安全启动。这些功能可以添加额外的措施，以确保专有IP的安全性，防止对配置图像/启动代码进行篡改，并确保网络持续可用。
在存储FPGA配置图像和SoC启动代码方面，NOR Flash比NAND和SD卡更受欢迎。5G无线基础设施应用需要1Gb或更高密度，1.8V Q-SPI或Octal SPI，高于工业级温度的NOR Flash来配置或启动系统中使用的FPGA和/或SoC。随着设计师开始研究5G无线基础设施产品，人们越来越关注故障安全操作，以满足电子健康、工业物联网（IIoT）和自动驾驶汽车等应用的需求。闪存供应商现在开始推出提供功能安全和安全启动机制的产品。这些功能使设计师能够将系统级安全与安全功能的一些处理工作卸载到存储器中。此外，可用的附属品有助于实现这些功能并缩短产品上市时间。最终，选择合适的存储器将有助于确保产品的成功。
汽车质量家：www.autoqa.cn
上海沐睿科技服务有限公司是一家创新型的汽车工程技术服务公司，具备Reach、VOC、ELV环保法规评估一站式解决方案，为客户提供从初步想法到最终产品的全程支持，包括：项目的确定、设计、开发，直到材料、组件和系统的测试。此外，还包括项目管理和人员调配等服务。近十年来，整合汽车行业咨询，从车身、底盘、电子电器、智能化、动力系统、内外饰、环保法规等多方面纵向数据积累，并成功通过以品质创新，加强技术合作，孵化多家二方及三方实验室能力提升，与学术界和政府多方面协作的创新中心，促进自主创新和开放合作。
如果您一直关注有关5G的新闻，您就会知道它可以显著提高带宽，最高可达10Gbps。此外，它还具有低于1ms的系统时延，与现有的网络相比，功耗大大降低。5G将在工业物联网、车辆间通信和互联边缘计算等领域实现大量新应用。除了高带宽和超低时延以外，这些应用还需要具备另外两个不太受关注的特性，即99.99x％的可靠性和24x7的全天候可用性。本文讨论了无线基础设施应用中NOR Flash 存储器的重要选择标准。
技术
为了在压缩的上市时间内响应不断变化的市场标准，现场可编程门阵列（FPGA）以及互补式片上系统（SoC）在各种无线基础设施应用中得到了广泛的应用。FPGA和SoC需要在每次系统启动时进行配置。FPGA和SoC可以通过各种类型的存储器进行配置，例如Flash、eMMC、非托管型NAND和SD卡。与NAND Flash（托管或非托管）和SD卡不同，NOR Flash存储器可在初始响应和启动时提供高可靠性，并具有低时延，同时能在市场上存活10年或更长时间。
此外，与浮栅技术相比，MirrorBit技术（每个存储单元存储两位）的进步支持更大的密度缩放。更高的密度可实现5G无线基础设施所需的单芯片1Gb和更高密度的NOR Flash产品。由于这些特性，NOR Flash存储器已广泛用于无线基础设施应用中，用来配置FPGA和SoC，从而快速可靠地启动这些设备。
密度
5G能够使用6GHz以下的频段和28GHz的频段。这些载波频率远高于典型的4G LTE频率。虽然随着频率的增加，较高的载波频率有可能支持更多的信道，但传播会变得更糟。在这些频率下，由于自由空气衰减且信号无法穿透固体，连接被限制在短程视线范围内。
因此，收发器将不得不依赖于诸如波束成形之类的技术。波束成形提供相长干涉以增强接收端的信号，但是单元格必须更紧密地连接在一起。MIMO天线及其射频前端是实现5G接入单元的关键。对于基站，天线可能是64x64阵列。64x64 MIMO将爆发前传（天线与数字前端之间的连接）带宽要求。与4G LTE数字单元中使用的相比，接入单元中使用的FPGA/SoC必须具有更多的逻辑元件（更高的密度）、更高的DSP能力和更多的收发器。这些需求的增加将导致更大的配置图像，需要更高密度的单片NOR Flash存储器，用于配置FPGA/SoC。对于5G接入单元，这种密度范围在512Mb到2Gb之间。
接口
FPGA和SoC可以通过两种不同的接口类型（并行和串行）来配置/启动闪存。虽然并行接口支持更快的读写时间，但接口需要太多的IO。例如，考虑将1Gb并行NOR Flash与FPGA接口连接，所需的IO数量为49。但随着密度的每次增加（2G、4G、8G等），引脚数量就增加1。
NOR Flash串行接口基于控制器上常见的SPI接口。其采用SPI（1位）、Dual-SPI（2位）、Quad-SPI或Q-SPI（4位）甚至Octal-SPI（8位）接口。工程师正在从并行接口迁移到串行接口，以进行新系统设计。串行接口同时减少存储器和SoC的引脚数量，缩小PCB，从而降低成本，缩小外形尺寸。Octal SPI和HyperBus接口现在可提供高达400MB/秒的性能，与并行接口相媲美。请注意，虽然最近发布的赛灵思Versal FPGA可支持Octal SPI和Q-SPI接口，但14nm及更高级别的FPGA/SoC仅支持Q-SPI接口。
电压
除了并行接口和串行接口以外，接口的电压需求也是一个重要的选择标准。如今，用于5G的FPGA/SoC将以最先进的工艺节点开发，将减少3V电压的I/O支持，以提高IC的可靠性和性能。市场上大多数闪存都是3V组件（这意味着它们需要在2.7V至3.6V的电压范围下工作）。而最新的FPGA/SoC需要1.8V NOR Flash组件（这些组件需要在1.7V至2.0V的电压范围下工作）。随着FPGA和其他控制器继续向更小的外形尺寸和电源电压迈进，现在，1.2V NOR Flash组件将逐渐可用。虽然大多数NOR Flash组件只需要一个电源电压，但1.2V组件需要两个不同的电源。一个用于核心，另一个用于IO（输入和输出的高低条件参考VIO定义）。将VIO与VCC分离可为系统设计师提供更大的灵活性，但需要额外的电源。
市场上几乎所有的1.2V NOR Flash存储器都针对消费类应用。与5G无线基础设施应用的需求相比，消费类应用本质上具有低密度，因此不适合在这些应用中配置FPGA。由于可用的密度选项和对FPGA中1.8V IO的广泛支持，1.8V NOR Flash存储器仍然是最适合配置各种FPGA或为无线基础设施应用启动SoC的NOR Flash。
额定温度与低功耗模式
无线基础设施设备，尤其是无线电和小型蜂窝等数字前端，通常安装在室外并面临极端环境条件的挑战。更糟糕的是，系统设计师在5G中使用的组件上安装散热器和风扇的能力可能有限。因此，设计师通常选择高于工业级温度（-40OC至+105OC）的NOR Flash组件，以承受恶劣的环境条件，以及在功耗方面提供额外的保护带，并确保在上述高温下启动和运行。
深度节能与待机模式
NOR Flash组件通常在FPGA/SoC配置周期之间是空闲的。某些NOR Flash组件上设有深度节能与待机模式，可以在配置完成后通过将NOR Flash组件置于低功耗状态来帮助降低功耗。
耐用性与数据保留
NOR Flash针对可靠性与性能进行了优化，而不是成本（与NAND Flash和SD卡等以消费者为导向的技术不同）。该技术使用相对较大的存储单元，可提供高耐用性与较长的数据保留。我们发现产品具有100K编程/擦除（P/E）周期的耐用性和长达10年的数据保留能力也不足为奇。请注意，通常人们不会担心此类应用的耐用性，因为Flash只能写入少量次数。如果我们只考虑将配置图像存储在Flash中，则情况确实如此。此外，一些设计师还使用Flash来高速缓存事务数据与系统错误日志。在这种使用场景下，系统日志每隔几分钟就会在Flash中更新一次。因此，8到10年寿命期间的P/E周期总数可超过最大耐用性规格而无损耗平衡。
市场上的新产品通过提供高达1M P/E周期的耐用性或25年的数据保留选择，使工程师能够为耐用性和数据保留之间的平衡进行优化。这些更高可靠性的产品有时会带有详细的故障模式影响分析，可帮助设计师设计系统，以满足或超越5G规格的超高可靠性和可用性要求。例如，赛普拉斯提供多种功能安全文档，包括设备安全手册和详细的安全分析报告，其中记录了产品安全架构和假设使用情况、汇总FIT率、FMEDA结果、完整的安全分析直至封锁电平、安全机制和诊断范围（参见面向汽车与功能安全的NOR Flash）。
安全功能
最近有一份针对全球电信公司的长期大规模攻击的新闻报道。安全研究公司Cybereason称，攻击者在这次袭击中泄露了调用数据记录，但是他们已经控制了网络，甚至可以将其关闭。由于类似这样的事件，人们越来越关注无线基础设施设备的保护。保障这些系统安全的最简单的方式是通过部署安全启动和访问控制流程来保护配置图像/启动代码。为了对保护嵌入式系统日益增长的兴趣做出响应，NOR Flash供应商已经开始开发具有内置安全功能的产品，例如基于公钥基础设施的身份验证和访问控制以及安全启动。这些功能可以添加额外的措施，以确保专有IP的安全性，防止对配置图像/启动代码进行篡改，并确保网络持续可用。
在存储FPGA配置图像和SoC启动代码方面，NOR Flash比NAND和SD卡更受欢迎。5G无线基础设施应用需要1Gb或更高密度，1.8V Q-SPI或Octal SPI，高于工业级温度的NOR Flash来配置或启动系统中使用的FPGA和/或SoC。随着设计师开始研究5G无线基础设施产品，人们越来越关注故障安全操作，以满足电子健康、工业物联网（IIoT）和自动驾驶汽车等应用的需求。闪存供应商现在开始推出提供功能安全和安全启动机制的产品。这些功能使设计师能够将系统级安全与安全功能的一些处理工作卸载到存储器中。此外，可用的附属品有助于实现这些功能并缩短产品上市时间。最终，选择合适的存储器将有助于确保产品的成功。
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