繁體中文
中文
近日，SiTime推出了Chorus™汽車時鍾發生器——業界首款完全集成的時鍾系統級芯片(ClkSoC)，內置了整個時鍾生成信號路徑的故障監測機製。Chorus汽車時鍾發生器中的FailSafe™技術為行業帶來了新的方法，將MEMS諧振器、振蕩器和高級安全機製集成到單個封裝中。這種集成簡化了系統時鍾架構，並通過將功能安全開發時間縮短至多6周，加速了功能安全開發。硬件設計師可以獲得比獨立振蕩器高10倍的性能，同時尺寸減少了一半，並獲得關鍵診斷覆蓋，從而更輕鬆地實現功能安全指標。
自動駕駛和半自動駕駛正在成為現實，汽車行業正迅速向軟件定義車輛(SDV)的最終目標靠攏。無論是實現自動駕駛(AD)還是高級駕駛輔助系統(ADAS)，Chorus與FailSafe技術都能滿足安全關鍵系統的時序需求。
下一代汽車設計所面臨的時序挑戰
汽車工程師在實現SDV(安全駕駛輔助系統)時面臨著獨特的挑戰。消費者期望汽車的使用體驗能像智能手機一樣流暢，同時不能犧牲安全性。隨著車輛的自動駕駛程度越來越高，硬件故障不僅令人惱火，還可能導緻嚴重的人身傷亡和財產損失。
SDV是一種裝在車上的數據中心。SDV從傳感器(如攝像頭、激光雷達、雷達等)實時獲取信息。汽車預計會處理這些數據並立即做出決策，優先考慮車內和道路上人們的安全。這種高性能計算(HPC)基礎設施每秒可支持數千萬億次操作(TOPS)。它需要一個同步的精密定時網絡，在震動、振動和極端天氣條件下能夠保證可靠的性能，其使用壽命可長達數10年。
SiTime 將其在MEMS定時技術方面的先驅領導地位以及用於數據中心的同步高精度定時網絡帶入汽車領域。Chorus車載時鍾發生器擁有業內首個-40°C至125°C的寬工作溫度範圍，這使其能夠在設計安全關鍵模塊時消除任何熱瓶頸。
以安全為導向的車載時鍾發生器
通常情況下，如果關鍵組件的時鍾出現故障，可能會導緻災難性的後果——處理器停止運行，或者高速鏈路丟包等緊急情況。系統中的安全微控製器會監控此類大規模故障，並禁用故障功能以達到安全狀態。
例如，當汽車提醒您車道輔助功能不再可用時，它確保您處於一個不會依賴故障功能的安全狀態。在這些拯救生命的功能中，時間至關重要。工程師們緻力於減少故障容限時間間隔(FTTI，即從故障發生到系統通知之間的時間)。“Chorus Automotive”可以通過更早地報告時鍾故障來縮短關鍵的毫秒數。
FTTI要求是汽車安全完整性等級(ASIL)的一部分，是ISO 26262標準的一部分，該標準用於對由故障汽車系統引起的危險進行分類。ADAS傳感器和中央計算ECU預計將滿足高ASIL評級的要求，以獲得認證，以管理最關鍵的危險。每個模塊都需要對每個組件部件的故障場景進行詳細分析，並為每個部件分配故障概率和診斷覆蓋度量。
為了簡化認證流程，工程師必須從正確的基礎模塊開始——那些不太可能出現故障且具有有效故障檢測功能的組件。Chorus汽車時鍾發生器的“FailSafe技術”解決了傳統石英時鍾發生器在滿足這些挑戰方面的局限性，其故障率降低了10倍，並具有先進的診斷功能。
Chorus減少汽車系統中的時鍾樹複雜度
在過去，時鍾網絡由獨立的振蕩器組成。這些振蕩器無法同步，也沒有診斷功能。 有時會使用多輸出時鍾發生器，通常與外部石英諧振器配對，但石英諧振器存在阻抗匹配和噪聲問題。Chorus汽車時鍾發生器可替代多達四個差分或八個單端獨立振蕩器，將電路板上的時鍾占用面積減少多達50%，並消除任何噪聲或阻抗失配問題。
以上圖片展示了Chorus汽車時鍾發生器的FailSafe技術如何簡化ADAS ECU時鍾樹。一個Chorus即可處理ADAS計算SOC和多個高速接口的精確時序。它是唯一一款具有端到端信號監控和報警功能的精密時序器件，可提高安全性、降低功耗、降低總擁有成本和板級空間占用。
降低故障率，檢測和報告潛在故障的速度提升1000倍
與其它時鍾發生器競品相比，如果它們具有任何監控功能，則主要關注檢測外部石英諧振器故障，而這種故障在業界極為常見。這在故障覆蓋範圍上留下了一個危險的盲點，無法查看整個時鍾信號鏈的其餘部分(振蕩器、鎖相環、輸出驅動器等)。
解決了石英故障問題後，Chorus汽車時鍾發生器為MEMS諧振器到輸出引腳以及電源軌、內部存儲器和芯片溫度提供了端到端、連續、實時的故障監控。每個時鍾輸出的安全性可見性可根據系統功能安全目標進行個性化定製。
有了在微秒內而不是毫秒內向安全微控製器發出與時鍾相關的故障警報的能力，可以在任何下遊故障發生之前數以千倍地更快地將汽車恢複到安全狀態。這種故障率大幅降低、診斷功能擴展和報告速度加快的組合，為工程師提供了更大的“安全預算”。它可以節省數周的工程工作時間，並降低用於外部監控機製的解決方案成本。
值得注意的是，安全微控製器本身應由獨立的振蕩器時鍾，以避免任何潛在的依賴性故障。SiTime擁有必要的專業知識，可以為實現集成與安全的雙重目標提供智能時鍾樹分區方面的建議。
Chorus芯片的FailSafe技術
Chorus可以通過可配置的通用輸入/輸出(GPIO)引腳向外部安全管理微控製器單元(MCU)發出任何時鍾故障警報。可以通過串行接口(I2C或SPI)讀取內部寄存器，包括內部監控功能的狀態。這些設備還通過在系統配置(ISC)模式使用串行接口來實現高度的靈活性，可以修改設備配置和每個輸出的行為。
Chorus汽車時鍾發生器方塊圖↓
主要特點包括：
更高的性能：集成MEMS諧振器可提供高達10倍的更佳魯棒性。
功能安全特性：內置可編程故障監控器。
設計簡便：集成MEMS技術可加快設計過程，並消除噪聲和阻抗匹配等常見問題。
更小的封裝尺寸：在4 mm x 4 mm QFN封裝中，尺寸可減少一半。
靈活的頻率：可編程頻率範圍為1 MHz至700 MHz。
低RMS相位抖動：典型值為70 fs(12 kHz至20 MHz)。
出色的頻率穩定性：-40°C至105°C時為±20 ppm，-40°C至125°C時為±50 ppm。
靈活的輸出類型：多達四個差分輸出(LVPECL、FlexSwing™、LVDS、HCSL、LPHCSL)或八個LVCMOS輸出。
降低功耗並簡化電路：FlexSwing輸出可降低功耗並消除終端電阻。
靈活的供電電壓：可編程，1.8V、2.5V或3.3V。
減少EMI：可配置的展頻技術和可編程的上升/下降時間。
符合最新PCIe標準：第1代至第6代。
關於元器貓 About YQM
深圳元器貓科技有限公司成立於2013年，代理SiTime(賽特時脈)品牌已有10餘年。作為中國區一級代理，元器貓擁有SiTime原廠授權的編程設備，具有常規物料快速編程及快速交付的優勢。其中包含樣品申請交期1天，小批量交期一周，務求給客戶在交期上的極緻體驗。常規產品有：SIT8008, SIT8208, SIT3808, SIT9121, SIT9366, SIT1533, SIT1532等，其餘系列可詳細谘詢我司了解。
