汽车时序技术:智能汽车的新挑战

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芝能智芯出品

在众多电子元件中,时序器件(Timing Devices)扮演着至关重要的角色,精准和可靠性成为了关键词。在整个技术生态中,一个不太显眼但至关重要的组成部分就是汽车时序技术,它确保车辆内部的每个电子系统都能够协调运行。

随着汽车电子技术的发展,汽车中的时序需求愈加复杂。传统的低频晶体在现代汽车应用中已无法满足高性能的要求,特别是在高速接口和低抖动时钟等方面。


Part 1时序技术的重要性

随着汽车和其他行业对高性能、低延迟和高可靠性的需求日益增长,定时硅技术(Timing Silicon)已成为不可或缺的关键。它通过集成多个离散解决方案,显著降低物料清单(BOM)成本,尤其是在需要四个以上振荡器的时钟树中,节省高达50%的空间。

此外,定时硅技术在高速接口和低抖动时钟方面表现出色,支持从PCIe Gen3到Gen5以上的升级,以及从100MHz到1GHz以上的以太网传输速率。

过去,一辆汽车中只有一个时钟,用于较低频率和性能的晶体。而现在,每辆车中至少有两个时钟,支持PCIe Gen5及以上标准,以及1GHz以上的以太网。

Renesas Electronics的定时解决方案,如PCIe时钟设备,正逐步满足数据中心级别的需求,应用于汽车领域,如车载控制单元(CCU)、域控制器、高级驾驶辅助系统(ADAS)、信息娱乐系统、底盘、车身、发动机/动力系统、数据/电源分配、网络、传感器和执行器等。


Part 2时钟的产品组合

在汽车定时领域的优势体现在其全面的产品组合、ISO/TS16949认证的制造流程、湿边封装技术、PPAP Level 3-4支持和开放的产品迁移政策。其产品具有高度集成、低功耗、低噪声、高精度和多功能特性,适用于从10MHz到10G以太网和PCIe Gen1-6的各种应用场景。

AutoClock系列等解决方案,瑞萨支持灵活的、可编程的时钟生成,以满足多样化的汽车需求。这些设备不仅能够减少电路板空间和BOM成本,还通过电磁干扰(EMI)减少和诊断监控等功能,增强了性能和可靠性。集成时钟到汽车系统中必须解决电磁干扰(EMI)问题。瑞萨在设计中采用了扩频技术来减少EMI,保持高速汽车应用如数据传输和传感器同步所需的信号完整性。

AutoClock RC2121XX系列是一款专为汽车应用设计的可编程时钟生成器,具备高度集成和灵活性,单个设备即可覆盖任何时钟树。其低相位抖动性能(支持PCIe Gen6和400GBe)降低了系统误码率(BER),内置诊断功能允许监测系统时钟健康状况并发出故障警报。

双晶振选项确保了操作冗余,适合汽车网关、ADAS、信息娱乐系统、域控制器和区域控制器等多种应用。在集成时钟过程中,电磁干扰(EMI)是一个关键考虑因素。

通过精心设计布局、使用屏蔽技术和优化信号完整性,可以有效降低EMI影响。Renesas Electronics提供了详细的指南和工具,帮助设计师实现最佳性能。



小结

随着车辆演变为复杂的移动数据中心,时钟确实是一个值得考虑的点。