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          集成方式用于解決混合信號(hào)半導(dǎo)體的挑戰(zhàn)

          作者: 時(shí)間:2012-06-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          網(wǎng)絡(luò)和通信能力

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/190222.htm

            構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)需要物理層(PHY)實(shí)現(xiàn),并且要求特別注意抗電磁干擾性、總線短路保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)通信阻斷預(yù)防等問題。設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要自己考慮提供這些特點(diǎn),但最新的技術(shù)提供了一種替代方法。

            在這方面特別令人感興趣的是LIN、I2C、SPI和CAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),目前,后者已成為汽車和工業(yè)設(shè)計(jì)中非常普遍采用的標(biāo)準(zhǔn),是伺服器、傳感器、控制器以及車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)械控制和自動(dòng)化所用的各種其他設(shè)備主機(jī)的互聯(lián)基礎(chǔ)。因此,廠家必須以現(xiàn)貨ASSP或IP塊的形式提供CAN和LIN功能,以整合到ASIC中。

            解決EMC問題

            隨著汽車和工業(yè)電子器件的增多,電磁兼容性(EMC)問題也越來越成為工程師所面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。其中三個(gè)主要問題是: 如何最大程度地降低電磁敏感度(EMS),從而保護(hù)電子器件不受其他電子系統(tǒng)引起的有害電磁發(fā)射(EME)的影響;如何保護(hù)電子器件不受惡劣環(huán)境的影響,包括供電系統(tǒng)瞬變或開關(guān)燈和電機(jī)等大負(fù)載或電感負(fù)載產(chǎn)生的干擾等;如何最大程度地降低可能影響其他電子電路的電磁輻射。

            而且,隨著系統(tǒng)電壓增高、數(shù)字電子器件增多、以及更多高頻電子器件帶來的頻率上升,這些問題越來越突出。此外,現(xiàn)在許多電子模塊都會(huì)連接線性度低、偏移較大的低功率的廉價(jià)傳感器。這種傳感器信號(hào)幅度較小,電磁干擾的影響對(duì)它們的運(yùn)行可能是災(zāi)難性的。

            這里應(yīng)該注意的關(guān)鍵一點(diǎn)是,輻射和敏感度不是集成電路的主要問題。相反,引發(fā)關(guān)鍵問題的是PCB和線束上的有效天線所產(chǎn)生的傳導(dǎo)發(fā)射和敏感度。

            在其自有的加工基礎(chǔ)上開發(fā)片內(nèi)系統(tǒng)器件的過程中,AMIS通過各種途徑協(xié)助工程師確保他們的最終設(shè)計(jì)符合EMC要求。例如,對(duì)于DSP切換、時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器以及其他高頻電流產(chǎn)生的EME,應(yīng)盡可能使用低功耗電路。這可能包括使用降低或自適應(yīng)電源電壓,或使用某種架構(gòu)將時(shí)鐘信號(hào)在頻域內(nèi)擴(kuò)展。還可通過減少同一時(shí)鐘周期內(nèi)開關(guān)元件的數(shù)量來降低EME。另外,通過對(duì)時(shí)鐘和驅(qū)動(dòng)器信號(hào)實(shí)施斜率控制來放緩開關(guān)速度,提供較軟的開關(guān)特性,也有助于降低EME。外部和芯片布局也應(yīng)予以仔細(xì)研究。例如,使用雙絞線的差分輸出信號(hào)產(chǎn)生的EME更少,對(duì)EME也更不敏感。確保VDD和VSS彼此靠近和使用高效電源去耦也是降低EME的簡(jiǎn)單方法。

            整流/抽送、寄生器件、電流與功率消耗是三種對(duì)高EMS最嚴(yán)重的干擾效應(yīng)。高頻電磁功率被集成電路部分地吸收,這樣可能造成各種干擾。其中包括向高阻抗節(jié)點(diǎn)輸出高頻電壓,以及向低阻抗節(jié)點(diǎn)輸出高頻電流。PCB設(shè)計(jì)隨應(yīng)用不同而變化,而產(chǎn)品與PCB設(shè)計(jì)間又存在微妙的關(guān)聯(lián),因此,系統(tǒng)和集成電路工程師必須密切合作,以最大程度降低其影響,這一點(diǎn)至關(guān)重要。

            混合信號(hào)ASIC和ASSP

            AMI半導(dǎo)體公司已利用上述技術(shù)和方法為ASIC和ASSP器件的開發(fā)創(chuàng)造了基礎(chǔ),滿足工業(yè)與汽車應(yīng)用中的集成、功能、性能、電壓、溫度及環(huán)境要求。

            傳感器接口ASIC

            在當(dāng)今系統(tǒng)越來越高復(fù)雜度的驅(qū)使下,更多智能化功能被集成到傳感器元件上。現(xiàn)在,如上所述這些工藝設(shè)計(jì)上的進(jìn)步已經(jīng)達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)這種集成水平的程度。傳感器接口ASIC解決方案可以把一個(gè)普通傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄軅鞲衅?。重點(diǎn)必須放在傳感器元件(也包括溫度探測(cè)、霍爾效應(yīng)探測(cè)、校準(zhǔn)和診斷等智能傳感器接口)信號(hào)的調(diào)整、轉(zhuǎn)換與處理的最佳方法上。


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