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更多>>汽車應(yīng)用中MEMS定時源比石英有源晶振更加穩(wěn)健
來源：http://www.diginow.com.cn 作者：康比電子 2019年08月14
隨著全體生活水平的提高,使大部分的家庭都脫離了貧困,步入到小康.從少數(shù)的車輛演變?yōu)閹缀跫壹覒魬舻臉?biāo)配.而自動駕駛汽車也公布于眾.自動駕駛汽車依靠人工智能,視覺計算,雷達,監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作,讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下,自動安全地操作機動車輛.當(dāng)然這一切都是要歸功于各種電子元器件的支持.如一些有源晶振,IC,電容電阻等器件.工程總是在權(quán)衡之中,但自動駕駛汽車正在通過相互沖突的要求將其推向極限.
•這些車輛將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),包括各種形式的視覺傳感器以及檢測溫度,壓力和其他關(guān)鍵參數(shù)的環(huán)境傳感器.
•通信將保持不變,內(nèi)部使用汽車以太網(wǎng),5G與世界通信.
•它們在無情的環(huán)境中運行,持續(xù)振動和沖擊.由于外部天氣和內(nèi)部發(fā)動機溫度,溫度可能極端.溫度變化可以是快速的,無論是外部的,還是快速的天氣變化,以及內(nèi)部,例如,當(dāng)發(fā)動機變暖時.由于下雨或在潮濕的路面上行駛,水分可能隨時出現(xiàn).石英3225晶振具備優(yōu)良的耐惡劣環(huán)境特性,能更好的提供性能給電子產(chǎn)品.
•汽車危及生命.汽車應(yīng)該始終有效,但如果出現(xiàn)問題,它必須能夠在進入安全狀態(tài)時表現(xiàn)良好.
•汽車是消費品;制造商非常注重成本,即使他們要求電子產(chǎn)品具有高性能.芯片占地面積必須小,以節(jié)省面積,電子產(chǎn)品必須以高產(chǎn)量制造,以保持價格在范圍內(nèi).
一個共同的線程貫穿所有這些要求,這是我們通常認(rèn)為理所當(dāng)然的:時間.為了使一切工作在鎖定步驟中,即使出現(xiàn)問題,這些時鐘信號也必須正常運行.時機現(xiàn)在是關(guān)鍵任務(wù),比以往任何時候都更加嚴(yán)苛,對時機的來源提出了極高的要求.
雖然石英晶振是昨天的時間,現(xiàn)在和將來,MEMS振蕩器技術(shù)提供了唯一的穩(wěn)定和可靠的定時源,足以用于自動駕駛.
您的智能手機可能看起來很復(fù)雜,但它與自動駕駛汽車無法比擬.它在你的口袋或錢包里旅行.如果你的手機被跌落震驚,它可能無法生存,而這正是我們(可悲)期待的.我們期望并且需要更多來自我們的車輛.粗糙的道路,減速帶和-天堂冒犯-與其他車輛或物體的意外遭遇可能會損壞汽車的內(nèi)部-但這些內(nèi)部構(gòu)件預(yù)計會繼續(xù)運轉(zhuǎn).溫度-和溫度變化-可能是極端的.如果不進行管理,電磁干擾(EMI)可能會妨礙可靠的通信.
如果在這些惡劣條件下出現(xiàn)任何故障,那么汽車必須進入安全狀態(tài).但如果協(xié)調(diào)一切的時間因環(huán)境壓力而失敗,那么這一切都不會發(fā)生.這是MEMS晶振定時優(yōu)勢的重要組成部分:MEMS定時源比石英源更加穩(wěn)健.例如,供應(yīng)商SiTime的MEMS定時裝置可提供0.1ppb/g的穩(wěn)定性(與石英的0.5ppb/g相比).它們可以處理50kg的沖擊和70g的振動.它們在-55至125°C的耐高溫晶振溫度(和快速變化)下存活(比石英可以處理的范圍更廣).并且,具有可編程邊沿速率(±0.25-40ns)和擴頻能力高達4％(±0.25％)-石英不具備的功能,MEMS時序可將EMI降低17％.
Mems vs quartz
MEMS與石英相比,用于通過熱空氣流動和振動攻絲進行衛(wèi)星跟蹤.石英失去了幾次跟蹤;MEMS保持穩(wěn)定.
隨著時間的推移,時間也必須保持可靠.MEMS定時已被證明非常可靠.系統(tǒng)壽命期間故障的統(tǒng)計測量值已降至1.6百萬分之一(DPPM)以下,故障時間(FIT)率小于1(超過10億小時,或超過114,000年平均故障間隔時間),或MTBF).使用石英時,您可以使用20-50DPPM,故障時間不到5000萬小時.MEMS也沒有活動下降,冷啟動也沒有問題-兩者都是常年石英挑戰(zhàn).與僅滿足AEC-Q200要求的石英有源晶振相比,MEMS源還可滿足AEC-Q100測試要求.
•這些車輛將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),包括各種形式的視覺傳感器以及檢測溫度,壓力和其他關(guān)鍵參數(shù)的環(huán)境傳感器.
•通信將保持不變,內(nèi)部使用汽車以太網(wǎng),5G與世界通信.
•它們在無情的環(huán)境中運行,持續(xù)振動和沖擊.由于外部天氣和內(nèi)部發(fā)動機溫度,溫度可能極端.溫度變化可以是快速的,無論是外部的,還是快速的天氣變化,以及內(nèi)部,例如,當(dāng)發(fā)動機變暖時.由于下雨或在潮濕的路面上行駛,水分可能隨時出現(xiàn).石英3225晶振具備優(yōu)良的耐惡劣環(huán)境特性,能更好的提供性能給電子產(chǎn)品.
•汽車危及生命.汽車應(yīng)該始終有效,但如果出現(xiàn)問題,它必須能夠在進入安全狀態(tài)時表現(xiàn)良好.
•汽車是消費品;制造商非常注重成本,即使他們要求電子產(chǎn)品具有高性能.芯片占地面積必須小,以節(jié)省面積,電子產(chǎn)品必須以高產(chǎn)量制造,以保持價格在范圍內(nèi).
一個共同的線程貫穿所有這些要求,這是我們通常認(rèn)為理所當(dāng)然的:時間.為了使一切工作在鎖定步驟中,即使出現(xiàn)問題,這些時鐘信號也必須正常運行.時機現(xiàn)在是關(guān)鍵任務(wù),比以往任何時候都更加嚴(yán)苛,對時機的來源提出了極高的要求.
您的智能手機可能看起來很復(fù)雜,但它與自動駕駛汽車無法比擬.它在你的口袋或錢包里旅行.如果你的手機被跌落震驚,它可能無法生存,而這正是我們(可悲)期待的.我們期望并且需要更多來自我們的車輛.粗糙的道路,減速帶和-天堂冒犯-與其他車輛或物體的意外遭遇可能會損壞汽車的內(nèi)部-但這些內(nèi)部構(gòu)件預(yù)計會繼續(xù)運轉(zhuǎn).溫度-和溫度變化-可能是極端的.如果不進行管理,電磁干擾(EMI)可能會妨礙可靠的通信.
如果在這些惡劣條件下出現(xiàn)任何故障,那么汽車必須進入安全狀態(tài).但如果協(xié)調(diào)一切的時間因環(huán)境壓力而失敗,那么這一切都不會發(fā)生.這是MEMS晶振定時優(yōu)勢的重要組成部分:MEMS定時源比石英源更加穩(wěn)健.例如,供應(yīng)商SiTime的MEMS定時裝置可提供0.1ppb/g的穩(wěn)定性(與石英的0.5ppb/g相比).它們可以處理50kg的沖擊和70g的振動.它們在-55至125°C的耐高溫晶振溫度(和快速變化)下存活(比石英可以處理的范圍更廣).并且,具有可編程邊沿速率(±0.25-40ns)和擴頻能力高達4％(±0.25％)-石英不具備的功能,MEMS時序可將EMI降低17％.
Mems vs quartz
MEMS與石英相比,用于通過熱空氣流動和振動攻絲進行衛(wèi)星跟蹤.石英失去了幾次跟蹤;MEMS保持穩(wěn)定.
隨著時間的推移,時間也必須保持可靠.MEMS定時已被證明非常可靠.系統(tǒng)壽命期間故障的統(tǒng)計測量值已降至1.6百萬分之一(DPPM)以下,故障時間(FIT)率小于1(超過10億小時,或超過114,000年平均故障間隔時間),或MTBF).使用石英時,您可以使用20-50DPPM,故障時間不到5000萬小時.MEMS也沒有活動下降,冷啟動也沒有問題-兩者都是常年石英挑戰(zhàn).與僅滿足AEC-Q200要求的石英有源晶振相比,MEMS源還可滿足AEC-Q100測試要求.
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