适合汽车设计需求的精密计时装置

用于汽车应用的新型时钟发生器简化了时序架构，同时通过针对整个时钟生成信号路径的内置故障监控机制将功能安全开发时间缩短了六周。时钟片上系统 (ClkSoC) 将 MEMS 谐振器、振荡器和先进的安全机制集成到单个封装中。

SiTime 的 Sumeet Kulkarni 在其题为“Chorus 汽车时钟发生器通过故障安全技术实现高水平安全”的博客中提供了该公司用于汽车应用的时钟发生器以及随附的故障安全技术的设计细节，该技术有助于关键诊断覆盖范围以实现功能安全指标。他还解释了为什么在满足驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶 (AD) 车辆的汽车设计中需要这种基于 MEMS 的计时器件。

首先，包含独立振荡器的定时网络无法同步。因此，多输出时钟发生器与外部石英谐振器配对使用。然而，这种布置通常会导致阻抗匹配和噪声问题。

此外，如果这些时钟发生器具有监控功能，它们主要集中于检测外部石英谐振器故障。这会导致故障覆盖范围出现危险的盲点，无法看到时钟信号链的其余部分，其中包括振荡器、PLL 和输出驱动器等构建块。

SiTime 的解决方案：Chorus 汽车时钟发生器，可取代多达四个差分或八个单端独立振荡器。它消除了噪声或阻抗失配问题，并将 PCB 上的时序占用空间缩小了 50%。此外，它可以在微秒（而不是毫秒）内向安全微控制器发出与时钟相关的故障警报。

如果车辆中关键部件的时钟发生故障，则可能会发生灾难性故障。安全微控制器监控此类大规模故障并禁用故障功能以达到安全状态。因此，借助像 Chorus 这样的 MEMS 计时设备，汽车返回安全状态的速度比以前快 1000 倍。

安全微控制器还可以由单独的振荡器提供时钟，以避免任何潜在的相关故障。这种组合反过来又可以降低故障率、扩大诊断范围并加快速度。

Chorus 计时设备中的 FailSafe 技术通过提供可编程的端到端安全监视器，简化了功能安全的实施。每个 Chorus 时钟输出均可单独编程和控制，因此可以根据特定的系统需求进行调整，例如控制电磁干扰 (EMI) 或调整相移和延迟以管理长电路板走线。

适合汽车设计需求的精密计时装置

此外，根据系统的功能安全目标，Chorus 允许设计工程师单独定制每个时钟输出的安全可见性。这些功能对于汽车行业向软件定义车辆 (SDV) 的发展至关重要，软件定义车辆可传输来自传感器、摄像头、激光雷达、雷达等的实时信息。