汽車電氣化將會深刻影響著時鐘技術(shù)的發(fā)展

（文章來源：EEWORLD）

對于汽車應(yīng)用程序全新的參考時鐘解決方案提供了一些好處，如顯著降低抖動和更大的頻率靈活性。多年來，時鐘設(shè)備一直是電信、無線基礎(chǔ)設(shè)施和高速通信應(yīng)用中的關(guān)鍵組件。時鐘生成器、緩沖器和振蕩器可以說是無數(shù)網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)的無名英雄。事實(shí)上，如果沒有這些定時組件，互聯(lián)網(wǎng)將陷入停頓?，F(xiàn)代汽車本身已經(jīng)成為帶輪子的高速網(wǎng)絡(luò)，如果沒有它們，這些鐵殼子也會停滯不前。

如今汽車市場對時鐘的需求越來越大，其中這2大趨勢作為助推劑：電氣化，它是由混合動力和電動汽車(EV)推動。隨著電動汽車行業(yè)持續(xù)降低電池成本、改善充電能力和延長電動汽車行駛里程，電動汽車的使用預(yù)計將在未來10年大幅增加。

另一個就是自動駕駛。當(dāng)汽車裝載了更多的傳感器和智能系統(tǒng)后將會變得更加智能，在過去的幾年里，防撞檢測、剎車、自動泊車、變道傳感器以及其他駕駛輔助技術(shù)已經(jīng)成為高端汽車的共同特征。隨著這些功能逐漸轉(zhuǎn)移到中檔汽車上，下一個前沿領(lǐng)域?qū)@先進(jìn)的駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)、自動駕駛和智能遠(yuǎn)程信息技術(shù)上，這些技術(shù)將進(jìn)一步提高駕駛員的意識和安全性，以及整體的駕駛體驗。

此外，半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步正在推動汽車電氣化和自動駕駛背后的創(chuàng)新。根據(jù)IHS Markit的數(shù)據(jù)，到2025年，每輛汽車的半導(dǎo)體含量將從2013年的312美元增加一倍，達(dá)到652美元，每年增幅約8%?；旌蟿恿?電動汽車電子產(chǎn)品和ADAS是增長最快的汽車細(xì)分市場，分別為29%和13%的復(fù)合年增長率。

雖然近年來汽車市場的創(chuàng)新步伐有所加快，但為ADAS、自動駕駛汽車和信息娛樂應(yīng)用提供參考時鐘的計時技術(shù)依舊有些落后。之前的技術(shù)，汽車系統(tǒng)開發(fā)人員一直依賴于石英晶體和晶體振蕩器來提供這些應(yīng)用程序的參考時鐘。隨著系統(tǒng)的參考計時復(fù)雜性的增加，最簡單的解決方案是向每個新設(shè)計添加更多基于石英的組件。

這種方法有許多缺點(diǎn)和限制。除了增加更多組件的成本和復(fù)雜性之外，QUARTZ對沖擊和震動效應(yīng)異常敏感，這些沖擊和振動效應(yīng)會影響系統(tǒng)的長期可靠性。汽車應(yīng)用通常需要擴(kuò)展其工作溫度，一般在為- 40到+105°C之間。長時間的高溫運(yùn)行會使石英零件長期老化，對產(chǎn)品生命周期產(chǎn)生不利影響?？偟膩碚f，石英器件的性能很難讓汽車硬件開發(fā)人員去設(shè)計更靈活的解決方案，這些解決方案可以隨著整個系統(tǒng)的復(fù)雜性而增長。

在過去，我們很難對離散頻率參考進(jìn)行替代，傳統(tǒng)時鐘集成電路(IC)解決方案在產(chǎn)生非整數(shù)相關(guān)頻率時，由于頻率合成限制或時鐘抖動性能下降，導(dǎo)致無法從單個設(shè)備生成多個獨(dú)特的頻率。此外，用單個時鐘IC替換多個離散石英參考會增加PCB的信號路由復(fù)雜性，并需要在長路徑上分布時鐘信號。

現(xiàn)在可以使用全新的參考時鐘解決方案來解決這些系統(tǒng)級挑戰(zhàn)。這些解決方案具有更低的抖動和更大的頻率靈活性，使得單個IC可以產(chǎn)生多個與非整數(shù)相關(guān)的頻率。它們還支持集成的信號完整性調(diào)諧功能，以簡化PCB時鐘的路由和分配。

類似的定時解決方案已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)、通信、無線基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)應(yīng)用中使用了許多年。為了利用這些先進(jìn)的定時技術(shù)，汽車硬件設(shè)計人員在為新設(shè)計選擇高度集成的參考時鐘解決方案時，應(yīng)該對抖動性能、頻率靈活性和信號完整性進(jìn)行充分考慮。

隨著汽車應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新步伐繼續(xù)加快，電動汽車和自動駕駛汽車(ADAS)正在推動汽車市場的下一波電氣化浪潮?；诠柙亩〞r解決方案多年來在網(wǎng)絡(luò)和通信市場中提高了性能和系統(tǒng)級可靠性。現(xiàn)在，汽車也將從類似的時鐘技術(shù)中獲益，這將簡化行業(yè)對統(tǒng)一時鐘解決方案的采用，從而提高系統(tǒng)可靠性，降低汽車應(yīng)用中的成本和復(fù)雜性。
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