用于汽車應(yīng)用的新型時(shí)鐘發(fā)生器簡(jiǎn)化了時(shí)序架構(gòu)，同時(shí)通過針對(duì)整個(gè)時(shí)鐘生成信號(hào)路徑的內(nèi)置故障監(jiān)控機(jī)制將功能安全開發(fā)時(shí)間縮短了六周。時(shí)鐘片上系統(tǒng) (ClkSoC) 將 MEMS 諧振器、振蕩器和先進(jìn)的安全機(jī)制集成到單個(gè)封裝中。

SiTime 的 Sumeet Kulkarni 在其題為“Chorus 汽車時(shí)鐘發(fā)生器通過故障安全技術(shù)實(shí)現(xiàn)高水平安全”的博客中提供了該公司用于汽車應(yīng)用的時(shí)鐘發(fā)生器以及隨附的故障安全技術(shù)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，該技術(shù)有助于關(guān)鍵診斷覆蓋范圍以實(shí)現(xiàn)功能安全指標(biāo)。他還解釋了為什么在滿足駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和自動(dòng)駕駛 (AD) 車輛的汽車設(shè)計(jì)中需要這種基于 MEMS 的計(jì)時(shí)器件。

首先，包含獨(dú)立振蕩器的定時(shí)網(wǎng)絡(luò)無法同步。因此，多輸出時(shí)鐘發(fā)生器與外部石英諧振器配對(duì)使用。然而，這種布置通常會(huì)導(dǎo)致阻抗匹配和噪聲問題。

此外，如果這些時(shí)鐘發(fā)生器具有監(jiān)控功能，它們主要集中于檢測(cè)外部石英諧振器故障。這會(huì)導(dǎo)致故障覆蓋范圍出現(xiàn)危險(xiǎn)的盲點(diǎn)，無法看到時(shí)鐘信號(hào)鏈的其余部分，其中包括振蕩器、PLL 和輸出驅(qū)動(dòng)器等構(gòu)建塊。

SiTime 的解決方案：Chorus 汽車時(shí)鐘發(fā)生器，可取代多達(dá)四個(gè)差分或八個(gè)單端獨(dú)立振蕩器。它消除了噪聲或阻抗失配問題，并將 PCB 上的時(shí)序占用空間縮小了 50%。此外，它可以在微秒（而不是毫秒）內(nèi)向安全微控制器發(fā)出與時(shí)鐘相關(guān)的故障警報(bào)。

如果車輛中關(guān)鍵部件的時(shí)鐘發(fā)生故障，則可能會(huì)發(fā)生災(zāi)難性故障。安全微控制器監(jiān)控此類大規(guī)模故障并禁用故障功能以達(dá)到安全狀態(tài)。因此，借助像 Chorus 這樣的 MEMS 計(jì)時(shí)設(shè)備，汽車返回安全狀態(tài)的速度比以前快 1000 倍。

安全微控制器還可以由單獨(dú)的振蕩器提供時(shí)鐘，以避免任何潛在的相關(guān)故障。這種組合反過來又可以降低故障率、擴(kuò)大診斷范圍并加快速度。

Chorus 計(jì)時(shí)設(shè)備中的 FailSafe 技術(shù)通過提供可編程的端到端安全監(jiān)視器，簡(jiǎn)化了功能安全的實(shí)施。每個(gè) Chorus 時(shí)鐘輸出均可單獨(dú)編程和控制，因此可以根據(jù)特定的系統(tǒng)需求進(jìn)行調(diào)整，例如控制電磁干擾 (EMI) 或調(diào)整相移和延遲以管理長(zhǎng)電路板走線。

適合汽車設(shè)計(jì)需求的精密計(jì)時(shí)裝置
此外，根據(jù)系統(tǒng)的功能安全目標(biāo)，Chorus 允許設(shè)計(jì)工程師單獨(dú)定制每個(gè)時(shí)鐘輸出的安全可見性。這些功能對(duì)于汽車行業(yè)向軟件定義車輛 (SDV) 的發(fā)展至關(guān)重要，軟件定義車輛可傳輸來自傳感器、攝像頭、激光雷達(dá)、雷達(dá)等的實(shí)時(shí)信息。