【導讀】用于汽車應用的新型時鐘發生器簡化了時序架構，同時通過針對整個時鐘生成信號路徑的內置故障監控機制將功能安全開發時間縮短了六周。時鐘片上系統 (ClkSoC) 將 MEMS 諧振器、振蕩器和先進的安全機制集成到單個封裝中。
用于汽車應用的新型時鐘發生器簡化了時序架構，同時通過針對整個時鐘生成信號路徑的內置故障監控機制將功能安全開發時間縮短了六周。時鐘片上系統 (ClkSoC) 將 MEMS 諧振器、振蕩器和先進的安全機制集成到單個封裝中。
SiTime 的 Sumeet Kulkarni 在其題為“Chorus 汽車時鐘發生器通過故障安全技術實現高水平安全”的博客中提供了該公司用于汽車應用的時鐘發生器以及隨附的故障安全技術的設計細節，該技術有助于關鍵診斷覆蓋范圍以實現功能安全指標。他還解釋了為什么在滿足駕駛輔助系統 (ADAS) 和自動駕駛 (AD) 車輛的汽車設計中需要這種基于 MEMS 的計時器件。
首先，包含獨立振蕩器的定時網絡無法同步。因此，多輸出時鐘發生器與外部石英諧振器配對使用。然而，這種布置通常會導致阻抗匹配和噪聲問題。
此外，如果這些時鐘發生器具有監控功能，它們主要集中于檢測外部石英諧振器故障。這會導致故障覆蓋范圍出現危險的盲點，無法看到時鐘信號鏈的其余部分，其中包括振蕩器、PLL 和輸出驅動器等構建塊。
SiTime 的解決方案：Chorus 汽車時鐘發生器，可取代多達四個差分或八個單端獨立振蕩器。它消除了噪聲或阻抗失配問題，并將 PCB 上的時序占用空間縮小了 50%。此外，它可以在微秒（而不是毫秒）內向安全微控制器發出與時鐘相關的故障警報。
如果車輛中關鍵部件的時鐘發生故障，則可能會發生災難性故障。安全微控制器監控此類大規模故障并禁用故障功能以達到安全狀態。因此，借助像 Chorus 這樣的 MEMS 計時設備，汽車返回安全狀態的速度比以前快 1000 倍。
安全微控制器還可以由單獨的振蕩器提供時鐘，以避免任何潛在的相關故障。這種組合反過來又可以降低故障率、擴大診斷范圍并加快速度。
Chorus 計時設備中的 FailSafe 技術通過提供可編程的端到端安全監視器，簡化了功能安全的實施。每個 Chorus 時鐘輸出均可單獨編程和控制，因此可以根據特定的系統需求進行調整，例如控制電磁干擾 (EMI) 或調整相移和延遲以管理長電路板走線。
適合汽車設計需求的精密計時裝置
此外，根據系統的功能安全目標，Chorus 允許設計工程師單獨定制每個時鐘輸出的安全可見性。這些功能對于汽車行業向軟件定義車輛 (SDV) 的發展至關重要，軟件定義車輛可傳輸來自傳感器、攝像頭、激光雷達、雷達等的實時信息。
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