工程設(shè)計(jì)總是在于利弊的權(quán)衡，但自動(dòng)駕駛汽車(chē)提出的嚴(yán)苛要求，正在將其推向極限。
－ 自動(dòng)駕駛車(chē)輛將生成海量的數(shù)據(jù)，源自各種形式的視覺(jué)傳感器，以及探測(cè)溫度、壓力和其它關(guān)鍵參數(shù)的環(huán)境傳感器。
－ 通信是不變的需求，車(chē)輛內(nèi)部使用汽車(chē)以太網(wǎng)，外部通信未來(lái)將會(huì)采用5G技術(shù)與世界連接。
－ 它們?cè)诔掷m(xù)振動(dòng)和沖擊的嚴(yán)苛環(huán)境中運(yùn)行。面對(duì)外部天氣和內(nèi)部引擎高溫的雙重影響，溫度環(huán)境可能很極端。并且，由于車(chē)輛外部快速的天氣變化，以及車(chē)輛內(nèi)部引擎釋放的熱量，溫度的變化會(huì)很快。此外，由于下雨或在潮濕的路面上行駛，水分可能隨時(shí)存在。
－ 汽車(chē)在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)會(huì)危及乘員生命，因此汽車(chē)的各個(gè)部件應(yīng)該始終能夠正常運(yùn)行，如果出現(xiàn)問(wèn)題，它必須能夠在進(jìn)入安全狀態(tài)時(shí)表現(xiàn)良好。
－ 汽車(chē)是一種消費(fèi)品，制造商在要求汽車(chē)電子器件具有高性能的同時(shí)，也非常注重成本。芯片占位面積必須盡可能小，以節(jié)省空間，而且芯片必須以高良率制造，以保持合理的成本。
在所有這些要求中有一個(gè)共同的因素貫穿始終，而這也是我們通常認(rèn)為理所當(dāng)然的，那就是：時(shí)間。為了使一切都能同步運(yùn)行，即使某些部件出現(xiàn)問(wèn)題，這些時(shí)鐘信號(hào)也必須正常運(yùn)行。時(shí)鐘現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都更加關(guān)鍵，因此對(duì)時(shí)鐘源提出了極高的要求。
石英已經(jīng)成為時(shí)鐘器件的過(guò)去時(shí)態(tài)，現(xiàn)在和將來(lái)，MEMS時(shí)鐘器件提供的獨(dú)一無(wú)二的穩(wěn)定性和可靠性，足以滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛需求。
應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛環(huán)境
我們的智能手機(jī)可能已經(jīng)很復(fù)雜了，但與自動(dòng)駕駛汽車(chē)相比，不值一提。智能手機(jī)通常會(huì)被我們放在口袋或小包里隨身攜帶，如果不小心摔地上遭受?chē)?yán)重的震動(dòng)，手機(jī)有可能就無(wú)法工作了。
汽車(chē)可就沒(méi)那么幸福了。外部行駛糟糕的道路，各種減速帶，以及與其他車(chē)輛或障礙物的意外碰撞，有可能會(huì)損傷車(chē)輛內(nèi)部設(shè)備，而這些內(nèi)部構(gòu)件都需要繼續(xù)運(yùn)行。如上所述，車(chē)輛內(nèi)部的溫度和溫度變化可能也很極端。此外，電磁干擾（EMI）如果處理不當(dāng)，也可能會(huì)影響通信的可靠性。
如果在這些惡劣條件下出現(xiàn)任何故障，那么車(chē)輛必須進(jìn)入一種安全狀態(tài)。但是，如果協(xié)調(diào)這一切的時(shí)鐘器件因環(huán)境壓力而失效，安全狀態(tài)就無(wú)從談起了。這是MEMS時(shí)鐘器件的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)：MEMS時(shí)鐘器件比石英器件更加穩(wěn)?。▓D1）。例如，某些MEMS器件可提供0．1 ppb／g的穩(wěn)定性（與石英的0．5 ppb／g相比）。它們可以應(yīng)對(duì)50 kg的沖擊和70 g的振動(dòng)。它們的運(yùn)行溫度在－55 ～ 125°C（比石英器件的范圍更廣）。而且，憑借可編程邊緣速率（±0．25 ～ 40 ns）和高達(dá)4％（±0．25％）的擴(kuò)頻能力（石英不具備的功能），MEMS時(shí)鐘器件可將EMI降低11％。
圖1：MEMS與石英時(shí)鐘器件在熱氣流和振動(dòng)下的衛(wèi)星跟蹤對(duì)比，石英多次丟失信號(hào)，而MEMS表現(xiàn)非常穩(wěn)定
隨著時(shí)間的推移，時(shí)鐘仍必須保持可靠。MEMS時(shí)鐘器件已經(jīng)證明了其超高的可靠性。事實(shí)上，使用相同的示例，它們從未出現(xiàn)過(guò)一次失效故障。系統(tǒng)壽命期間測(cè)量統(tǒng)計(jì)的每百萬(wàn)缺陷數(shù)（DPPM）已降至1．6以下，平均故障間隔時(shí)間（MTBF）超過(guò)10億小時(shí)（即114000年）。而石英器件的每百萬(wàn)缺陷數(shù)約為200 ～ 500，平均故障間隔時(shí)間不到5000萬(wàn)小時(shí)。此外，MEMS沒(méi)有頻率擾動(dòng)（activity dips）或微跳變問(wèn)題，也沒(méi)有冷啟動(dòng)的問(wèn)題，而這些一直是石英器件需要面對(duì)的挑戰(zhàn)。與僅滿(mǎn)足AIC－Q200要求的石英相比，MEMS時(shí)鐘器件還能夠滿(mǎn)足AEC－Q100測(cè)試要求。
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