翻譯自——electronicdesign，James Wilson

對於汽車應用程式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，時鐘裝置一直是電信、無線基礎設施和高速通訊應用中的關鍵元件。時鐘生成器、緩衝器和振盪器可以說是無數網路和通訊系統的無名英雄。事實上，如果沒有這些定時元件，網際網路將陷入停頓。現代汽車本身已經成為帶輪子的高速網路，如果沒有它們，這些鐵殼子也會停滯不前。

現在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。隨著電動汽車行業持續降低電池成本、改善充電能力和延長電動汽車行駛里程，電動汽車的使用預計將在未來10年大幅增加。

另一個就是自動駕駛。當汽車裝載了更多的感測器和智慧系統後將會變得更加智慧，在過去的幾年裡，防撞檢測、剎車、自動泊車、變道感測器以及其他駕駛輔助技術已經成為高階汽車的共同特徵。隨著這些功能逐漸轉移到中檔汽車上，下一個前沿領域將圍繞先進的駕駛員輔助系統(ADAS)、自動駕駛和智慧遠端資訊科技上，這些技術將進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，半導體技術的進步正在推動汽車電氣化和自動駕駛背後的創新。根據IHS Markit的資料，到2025年，每輛汽車的半導體含量將從2013年的312美元增加一倍，達到652美元，每年增幅約8%。混合動力/電動汽車電子產品和ADAS是增長最快的汽車細分市場，分別為29%和13%的複合年增長率。

石英時鐘的缺陷

雖然近年來汽車市場的創新步伐有所加快，但為ADAS、自動駕駛汽車和資訊娛樂應用提供參考時鐘的計時技術依舊有些落後。之前的技術，汽車系統開發人員一直依賴於石英晶體和晶體振盪器來提供這些應用程式的參考時鐘。隨著系統的參考計時複雜性的增加，最簡單的解決方案是向每個新設計新增更多基於石英的元件。

這種方法有許多缺點和限制。除了增加更多元件的成本和複雜性之外，QUARTZ對衝擊和震動效應異常敏感，這些衝擊和振動效應會影響系統的長期可靠性。

汽車應用通常需要擴充套件其工作溫度，一般在為- 40到+105°C之間。長時間的高溫執行會使石英零件長期老化，對產品生命週期產生不利影響。總的來說，石英器件的效能很難讓汽車硬體開發人員去設計更靈活的解決方案，這些解決方案可以隨著整個系統的複雜性而增長。

在過去，我們很難對離散頻率參考進行替代，傳統時鐘積體電路(IC)解決方案在產生非整數相關頻率時，由於頻率合成限制或時鐘抖動效能下降，導致無法從單個裝置生成多個獨特的頻率。此外，用單個時鐘IC替換多個離散石英參考會增加PCB的訊號路由複雜性，並需要在長路徑上分佈時鐘訊號。

新時鐘解決方案的誕生

現在可以使用全新的參考時鐘解決方案來解決這些系統級挑戰。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可以產生多個與非整數相關的頻率。它們還支援整合的訊號完整性調諧功能，以簡化PCB時鐘的路由和分配。

類似的定時解決方案已經在網路、通訊、無線基礎設施和工業應用中使用了許多年。為了利用這些先進的定時技術，汽車硬體設計人員在為新設計選擇高度整合的參考時鐘解決方案時，應該對抖動效能、頻率靈活性和訊號完整性進行充分考慮。

隨著汽車應用領域的技術創新步伐繼續加快，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。基於矽元件的定時解決方案多年來在網路和通訊市場中提高了效能和系統級可靠性。現在，汽車也將從類似的時鐘技術中獲益，這將簡化行業對統一時鐘解決方案的採用，從而提高系統可靠性，降低汽車應用中的成本和複雜性。

本文作者，James Wilson擔任Silicon Labs的時鐘產品總經理，管理公司的整體時鐘業務，並指導產品戰略、路線圖開發、新產品計劃、產品管理、軟體開發和營銷計劃。作為其工作的一部分，Wilson一直是矽實驗室線上戰略架構的關鍵貢獻者，該戰略利用簡單的基於web工具提供大規模定製的時鐘和振盪器。在2002年加入矽實驗室之前，Wilson在飛思卡爾半導體(現在的NXP)和各種初創公司擔任過各種營銷、產品管理和工程方面的職務。他擁有德克薩斯大學奧斯汀分校的機械工程學士學位和工商管理碩士學位。