用于汽車應(yīng)用的新型時鐘發(fā)生器簡化了時序架構(gòu)，同時通過針對整個時鐘生成信號路徑的內(nèi)置故障監(jiān)控機(jī)制將功能安全開發(fā)時間縮短了六周。時鐘片上系統(tǒng) (ClkSoC) 將 MEMS 諧振器、振蕩器和先進(jìn)的安全機(jī)制集成到單個封裝中。
SiTime 的 Sumeet Kulkarni 在其題為“Chorus 汽車時鐘發(fā)生器通過故障安全技術(shù)實現(xiàn)高水平安全”的博客中提供了該公司用于汽車應(yīng)用的時鐘發(fā)生器以及隨附的故障安全技術(shù)的設(shè)計細(xì)節(jié)，該技術(shù)有助于關(guān)鍵診斷覆蓋范圍以實現(xiàn)功能安全指標(biāo)。他還解釋了為什么在滿足駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和自動駕駛 (AD) 車輛的汽車設(shè)計中需要這種基于 MEMS 的計時器件。
首先，包含獨立振蕩器的定時網(wǎng)絡(luò)無法同步。因此，多輸出時鐘發(fā)生器與外部石英諧振器配對使用。然而，這種布置通常會導(dǎo)致阻抗匹配和噪聲問題。
此外，如果這些時鐘發(fā)生器具有監(jiān)控功能，它們主要集中于檢測外部石英諧振器故障。這會導(dǎo)致故障覆蓋范圍出現(xiàn)危險的盲點，無法看到時鐘信號鏈的其余部分，其中包括振蕩器、PLL 和輸出驅(qū)動器等構(gòu)建塊。
SiTime 的解決方案：Chorus 汽車時鐘發(fā)生器，可取代多達(dá)四個差分或八個單端獨立振蕩器。它消除了噪聲或阻抗失配問題，并將 PCB 上的時序占用空間縮小了 50%。此外，它可以在微秒（而不是毫秒）內(nèi)向安全微控制器發(fā)出與時鐘相關(guān)的故障警報。

如果車輛中關(guān)鍵部件的時鐘發(fā)生故障，則可能會發(fā)生災(zāi)難性故障。安全微控制器監(jiān)控此類大規(guī)模故障并禁用故障功能以達(dá)到安全狀態(tài)。因此，借助像 Chorus 這樣的 MEMS 計時設(shè)備，汽車返回安全狀態(tài)的速度比以前快 1000 倍。
安全微控制器還可以由單獨的振蕩器提供時鐘，以避免任何潛在的相關(guān)故障。這種組合反過來又可以降低故障率、擴(kuò)大診斷范圍并加快速度。
Chorus 計時設(shè)備中的 FailSafe 技術(shù)通過提供可編程的端到端安全監(jiān)視器，簡化了功能安全的實施。每個 Chorus 時鐘輸出均可單獨編程和控制，因此可以根據(jù)特定的系統(tǒng)需求進(jìn)行調(diào)整，例如控制電磁干擾 (EMI) 或調(diào)整相移和延遲以管理長電路板走線。
適合汽車設(shè)計需求的精密計時裝置
此外，根據(jù)系統(tǒng)的功能安全目標(biāo)，Chorus 允許設(shè)計工程師單獨定制每個時鐘輸出的安全可見性。這些功能對于汽車行業(yè)向軟件定義車輛 (SDV) 的發(fā)展至關(guān)重要，軟件定義車輛可傳輸來自傳感器、攝像頭、激光雷達(dá)、雷達(dá)等的實時信息。