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SiTime汽車行業的四大趨勢

來源:http://www.nationalproductions.net 作者:康華爾電子 2023年09月09

SiTime汽車行業的四大趨勢

汽車行業目前正在經歷一場巨大的變革,這是由塑造交通未來的四大趨勢推動的:電氣化、共享汽車模型、主動安全系統和駕駛自動化。這些趨勢對汽車的設計方式產生了重大影響。服務于這些宏觀趨勢的汽車電氣/電子元件和軟件市場預計到2030年將達到4500億美元,是整個汽車市場增長的兩倍以上。在我們應對這些變化時,有一個關鍵因素對汽車系統的安全,汽車電子晶振,可靠運行至關重要:精確計時。面對當今的挑戰,精密計時技術在汽車系統的傳感、通信和計算中發揮著至關重要的作用。

圖像
Semi transparent car with specification call outs: sensor data, compute power, 5g synchronization, emi, interfaces, functional safety

時間對于傳感、通信和計算至關重要
 

1.電氣化:傳動系統技術的革命

隨著汽車制造商逐步淘汰內燃機車型,電動汽車(EV)市場將繼續加速發展。更低的電池成本、更長的電池壽命、更好的充電能力和更長的電動汽車行駛里程將進一步加快電動汽車的發展。

圖像
EV powertrain

隨著今天電動汽車的激增,對更先進和復雜的電子汽車系統的需求不斷增長,需要大量的貼片石英晶振。雖然這些系統能夠實現更清潔、更高效的運輸,但也帶來了設計挑戰。這些密集的電子系統必須應對由于車輛中更高的電流而增加的電磁干擾(EMI ),這可能會破壞電子設備的操作。穩定的時序產品在復雜汽車電子設備的計時和同步中發揮著至關重要的作用,使電動汽車即使在嘈雜和苛刻的環境中也能可靠運行。
 

2.共享汽車使用:駕駛可靠性需求

從拼車到汽車共享,共享汽車使用模式的興起——與單用戶車輛相比,這種模式可以讓車輛在90%的時間內保持運行——需要高度可靠的汽車系統。頻繁的開關循環,以及不斷增加的磨損,需要能夠承受更高占空比的堅固部件。汽車運行環境本來就很惡劣,環境溫度高、振動大、機械沖擊大。通過讓車輛在路上行駛更長的時間,共享使用模式對汽車電子設備的可靠性提出了更高的要求。

圖像
cars parked in a car sharing parking lot

今天的汽車使用多達70個計時裝置。隨著汽車采用更智能的技術和集成更多的傳感器,這個數字還在增長。振蕩器為各種數字系統提供關鍵的時鐘功能,包括電子控制單元(ECU), 高級駕駛輔助系統(ADAS), 車載網絡, 信息娛樂廣播,以及其他子系統。計時設備對更高可靠性和彈性的需求對于保持共享車輛安全可靠地運行越來越重要。
 

3.安全:從被動到主動

ISO 26262功能安全和SOTIF(預期功能的安全性)等法規促使汽車安全采取了更積極的方法,石英晶振,以確保在各種苛刻條件下的預期性能。雖然這些安全標準增加了汽車設計的復雜性,但它們對于拯救生命和實現零視力目標至關重要,零視力是一種消除交通死亡和嚴重傷害的戰略。

圖像
car dashboard and heads up display representing active safety

隨著汽車安全的不斷發展,隨著行業從被動安全系統轉向主動安全系統,精確計時在維護功能安全方面發揮著關鍵作用。汽車電子專用晶振,配備ADAS計算機和傳感器安全系統的車輛需要通過汽車的以太網主干和無線網絡進行快速、可靠的通信。在安全關鍵的汽車系統中,組件故障不是一個選項。計時設備必須可靠而精確,以同步大量傳感器數據,有效管理多GB/s接口,并確保內部和外部車輛系統之間的無縫通信,包括新興的車輛到一切(V2X)連接。
 

4.推動自動化:管理數據爆炸

自動駕駛仍然是最重要的汽車趨勢之一。雖然該行業仍處于第2級和第3級,但駕駛自動化正在快速發展,第4級正在快速接近。隨著電子系統變得越來越復雜,更多的傳感器被添加來實現自動化,車輛每小時可以生成超過20TB的數據。這種數據洪流需要無縫通信和高達100 TFLOPS計算能力的高級處理能力。

圖像
overhead photo of freeways with cars connected by lines representing data transfer among many different points

精確計時對于管理如此大量的數據至關重要。計時設備必須持續同步從各種傳感器到ADAS計算機和ECU的高速數據傳輸。由于汽車計時設備對于主動安全系統和自動駕駛功能至關重要,因此必須在最苛刻的環境條件下提供超低抖動、出色的穩定性和可靠的操作。沒有可靠的精確計時,自動化所承諾的高級功能根本不可能實現。

 

及時的轉變

電氣化、汽車共享、主動安全和自動駕駛技術方面的巨大創新正在重塑汽車市場的未來。精密計時元件是未來的重要組成部分。智能互聯汽車和安全關鍵系統需要計時元件,以提供最大的可靠性、穩定性和性能。通過從傳統的石英技術轉向基于微機電系統(MEMS)技術的精確計時,汽車制造商正在對更安全、更可靠的汽車系統設計進行戰略性投資。SiTime基于MEMS的精密計時解決方案支持汽車行業的不斷發展,使車輛更加安全、高效和互聯。
 

汽車用1至220MHz AEC-Q100超低抖動125°C差分振蕩器:
 
SiT9396是一款通過AEC-Q100認證的超低抖動差分石英晶體振蕩器,設計用于最高125℃環境溫度。它提供150 fs(典型值)的出色動態性能。)在沖擊、振動、快速熱瞬變和電源噪聲等常見汽車環境壓力下,抖動和頻率穩定性為30ppm。SiT9396除了提供2.5x2.0mm和3.2x2.5mm選項外,還提供業界最小的2.0x1.6mm封裝。
SiT9396可以在工廠編程為頻率、穩定性、電壓、輸出信號和引腳1功能的特定組合??删幊绦允蛊囅到y設計人員能夠一次性驗證該器件,并將其用于不同的應用。它還消除了與石英設備相關的長交付周期和定制成本,其中每個組合都是定制的。
該器件配有一個獨特的FlexSwing輸出驅動器,其性能與LVPECL相似,但提供對電壓擺幅和DC失調的獨立控制。它旨在與具有非標準輸入電壓要求的芯片組接口,并消除所有外部源偏置電阻。它還集成了多個片內調節器來過濾電源噪聲,無需外部專用LDO。
應用于:ADAS計算機公司,ADAS ECU,雷達,信息娛樂,激光雷達和雷達,車載10/40/100 Gbps以太網,碰撞檢測設備




 

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