SiTime汽车级晶振将使自动驾驶汽车越来越安全

2020-05-31 16:40:2984900

    工程总是在权衡之中,但自动驾驶汽车正在通过相互冲突的要求将其推向极限。

    这些车辆将产生大量数据,包括各种形式的视觉传感器以及检测温度,压力和其他关键参数的环境传感器。
    通信将保持不变,内部使用汽车以太网,5G与世界通信。
    它们在无情的环境中运行,持续振动和冲击。由于外部天气和内部发动机温度,温度可能极端。温度变化可以是快速的,无论是外部的,还是快速的天气变化,以及内部,例如,当发动机变暖时。由于下雨或在潮湿的路面上行驶,水分可能随时出现。
    汽车危及生命。汽车应该始终有效,但如果出现问题,它必须能够在进入安全状态时表现良好。

    汽车是消费品;制造商非常注重成本,即使他们要求电子产品具有高性能。芯片占地面积必须小,以节省面积,电子产品必须以高产量制造,以保持价格在范围内。


    一个共同的线程贯穿所有这些要求,这是我们通常认为理所当然的:时间。为了使一切工作在锁定步骤中,即使出现问题,这些时钟信号也必须正常运行。时机现在是关键任务,比以往任何时候都更加严苛,对时机的来源提出了极高的要求。


    SiTime汽车级晶振提供了唯一的稳定和可靠的定时源,足以用于自动驾驶。

    您的智能手机可能看起来很复杂,但它与自动驾驶汽车无法比拟。它在你的口袋或钱包里旅行。如果你的手机被跌落震惊,它可能无法生存,而这正是我们(可悲)期待的。我们期望并且需要更多来自我们的车辆。粗糙的道路,减速带和与其他车辆或物体的意外遭遇可能会损坏汽车的内部,但这些内部构件预计会继续运转。温度和温度变化可能是极端的。如果不进行管理,电磁干扰(EMI)可能会妨碍可靠的通信。

    如果在这些恶劣条件下出现任何故障,那么汽车必须进入安全状态。但如果协调一切的时间因环境压力而失败,那么这一切都不会发生。这是MEMS硅晶振优势的重要组成部分:SiTime汽车级晶振比石英晶振更加稳健。例如,供应商SiTime的汽车级晶振通过了AEC-Q100认证,可提供0.1 ppb / g的稳定性(与石英的0.5 ppb / g相比)。它们可以处理50千克的冲击和70克的振动。它们在-55至125°C的温度(和快速变化)下存活(比石英可以处理的范围更广)。而且,凭借可编程边沿速率(±0.25 - 40 ns)和高达4%(±0.25%)的扩频能力,石英晶振不具备的功能,MEMS硅晶振可将EMI降低17%。



硅晶振 vs 石英晶振

    MEMS硅晶振与石英晶振相比,用于通过热空气流动和振动攻丝进行卫星跟踪。石英晶振失去了几次跟踪; MEMS硅晶振保持稳定。

    随着时间的推移,时间也必须保持可靠。 MEMS硅晶振已被证明非常可靠。系统寿命期间故障的统计测量值已降至1.6百万分之一(DPPM)以下,故障时间(FIT)率小于1(超过10亿小时,或超过114,000年平均故障间隔时间) ,或MTBF)。使用石英晶振时,您可以使用20 - 50 DPPM,故障时间不到5000万小时。 MEMS硅晶振也没有活动下降,冷启动也没有问题 - 两者都是常年石英挑战。与仅满足AEC-Q200要求的石英相比,MEMS源还可满足AEC-Q100测试要求。


内外交


    汽车行业已经采用以太网的形式来处理车辆内的通信。这包括各个领域内和之间的功能性通信,例如动力系统,底盘和中央堆栈。数据速率可以是10,40和/或100Gbps。基于我们在家庭和办公室网络中已知的以太网,它解决了“正常”以太网引发的几个问题:

  • 它具有较少的RF噪声,减少了信号之间的干扰。
  • 它为请求和发送紧急传感器和其他数据提供微秒延迟。
  • 可以将带宽分配给具有特定延迟要求的特定流。
  • 可以在组件之间同步定时,以允许例如同时数据采样。

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