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汽車ECU的MEMS時序解決方案
汽車 ECU
電子控制系統 （ECU） 是一種嵌入式系統，用于控制一個或多個車輛系統——從動力總成到信息娛樂系統，在現代車輛中，從傳感器到執行器，所有與駕駛員輔助和自動駕駛相關的系統。ASIL D 對于大多數域控制器是強制性的，時鐘在支持功能安全要求方面發揮著重要作用。
隨著 E/E 架構越來越依賴高速接口，SiTime晶振 MEMS 時序解決方案提供了汽車 ECU 所需的性能。SiTime 時鐘具有高精度、更好的溫度穩定性、抗沖擊和振動能力以及低抖動。
SiTime MEMS 定時優勢
一、完整的 MEMS 時鐘樹
擴頻振蕩器
低抖動差分晶振
32.768-kHz XO 和 TCXO
精密 TCXO
二、在實際條件下最堅固
150 fs rms 抖動，出色的 PSNR
抗沖擊和振動
在較寬的溫度下保持穩定
22 億小時 MTBF
三、集成 MEMS，易于使用
無 quartz 可靠性問題
在低溫下可靠啟動
無需蓋板或屏蔽層
任何頻率的交貨時間短
從車輛分布式架構到域架構的過渡對時序有重大影響。對于域架構，使用更高速度的接口對低抖動時鐘提出了更大的需求。隨著 ECU 復雜性的增加，需要更多的時鐘晶振。功能安全是當今汽車系統不可或缺的一部分。ASIL D 對于大多數域控制器來說是強制性的，時鐘在支持功能安全要求方面發揮著重要作用。
SiTime 優勢
與石英晶體相比，SiTime 器件具有以下優勢，這在汽車中尤為重要。
1、可靠性提高 50 倍。除了減少現場故障的數量外，更好的可靠性還轉化為更低的 FIT 率。這在 FMEDA 中提供了更好的硬件安全指標，這是功能安全評估所需的定量分析。
2、由于與晶體相比，MEMS 諧振器的尺寸更小 （0.4 x 0.4 mm） 且質量更輕，因此抗沖擊、振動和電磁干擾能力提高了 100 倍。當不對晶體造成永久性損壞時，沖擊和振動會在晶體振蕩器中引起抖動。如前所述，抖動可能對高速鏈路的誤碼率有害。SiTime 振蕩器具有更好的彈性，無論工作條件如何，都能確保低誤差率。
3、頻率精度更高，老化效率降低 10 倍，在整個溫度范圍內具有出色的穩定性 – 在 -40°C 至 +125°C 下低至 ±20 ppm（XO 器件），在 -40 至 +105°C 下低至 ±0.1 ppm（TCXO 器件）。
電子控制系統 （ECU） 是一種嵌入式系統，用于控制一個或多個車輛系統——從動力總成到信息娛樂系統，在現代車輛中，從傳感器到執行器，所有與駕駛員輔助和自動駕駛相關的系統。ASIL D 對于大多數域控制器是強制性的，時鐘在支持功能安全要求方面發揮著重要作用。
隨著 E/E 架構越來越依賴高速接口，SiTime晶振 MEMS 時序解決方案提供了汽車 ECU 所需的性能。SiTime 時鐘具有高精度、更好的溫度穩定性、抗沖擊和振動能力以及低抖動。
SiTime MEMS 定時優勢
一、完整的 MEMS 時鐘樹
擴頻振蕩器
低抖動差分晶振
32.768-kHz XO 和 TCXO
精密 TCXO
二、在實際條件下最堅固
150 fs rms 抖動，出色的 PSNR
抗沖擊和振動
在較寬的溫度下保持穩定
22 億小時 MTBF
三、集成 MEMS，易于使用
無 quartz 可靠性問題
在低溫下可靠啟動
無需蓋板或屏蔽層
任何頻率的交貨時間短
汽車 ECU 框圖
從車輛分布式架構到域架構的過渡對時序有重大影響。對于域架構，使用更高速度的接口對低抖動時鐘提出了更大的需求。隨著 ECU 復雜性的增加，需要更多的時鐘晶振。功能安全是當今汽車系統不可或缺的一部分。ASIL D 對于大多數域控制器來說是強制性的，時鐘在支持功能安全要求方面發揮著重要作用。
用于汽車 ECU 的 MEMS 時序解決方案
| 設備 | 主要特點 | 關鍵價值 |
|
單端振蕩器 SiT8924 1 至 110 MHz |
高達 -55°C 至 +125°C ±20 ppm 穩定性 2016、2520、3225 包 |
高可靠性 擴展溫度范圍 占地面積小 |
|
單端振蕩器 SiT9025 1 至 110 MHz |
高達 -55°C 至 +125°C 擴頻 可配置的上升/下降時間 2016、2520、3225 包 |
高可靠性 擴展溫度范圍 降低 EMI |
|
差分振蕩器 SiT9396 1 至 220 MHz SiT9397 220 至 920 MHz |
低抖動：< 150 fs RMS[1] 在 -40 至 +125°C 范圍內保持 ±30、±50 ppm 的穩定性 LVPECL、LVDS、HCSL、低功耗 HCSL、FlexSwing™ 2016、2520、3225 包 |
高可靠性 低抖動 支持具有苛刻抖動要求的接口，例如 PCI-Express 和 10 GB 以太網 |
|
超級 TCXO晶振 SiT5386 1 至 60 MHz SiT5387 60 至 220 MHz |
在 -40 至 +125°C 范圍內具有 ±0.1、±0.2、±0.25 ppm 的穩定性 ±1 ppb/°C 頻率斜率 低抖動：0.31 ps RMS[1] 可選電壓或數字頻率控制 |
高精度 出色的頻率穩定性和快速溫度梯度 不會因微跳轉而丟失 GNSS 信號或 V2X 斷開連接 |
SiTime 優勢
與石英晶體相比，SiTime 器件具有以下優勢，這在汽車中尤為重要。
1、可靠性提高 50 倍。除了減少現場故障的數量外，更好的可靠性還轉化為更低的 FIT 率。這在 FMEDA 中提供了更好的硬件安全指標，這是功能安全評估所需的定量分析。
2、由于與晶體相比，MEMS 諧振器的尺寸更小 （0.4 x 0.4 mm） 且質量更輕，因此抗沖擊、振動和電磁干擾能力提高了 100 倍。當不對晶體造成永久性損壞時，沖擊和振動會在晶體振蕩器中引起抖動。如前所述，抖動可能對高速鏈路的誤碼率有害。SiTime 振蕩器具有更好的彈性，無論工作條件如何，都能確保低誤差率。
3、頻率精度更高，老化效率降低 10 倍，在整個溫度范圍內具有出色的穩定性 – 在 -40°C 至 +125°C 下低至 ±20 ppm（XO 器件），在 -40 至 +105°C 下低至 ±0.1 ppm（TCXO 器件）。
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