随着汽车逐渐成为车轮上的计算机,车辆的电气和电子 (E/E) 架构发生了巨大变化。消费者期望先进的安全功能并需要丰富的车载技术——所有这些都推动了汽车电气化和互联性的快速增长。
E/E 架构的核心是一系列电子控制系统 (ECU) ,每个电子控制系统都是控制一个或多个车辆系统的嵌入式系统。典型的 ECU 包括发动机、传动系统或变速箱控制;暖通空调控制;信息娱乐和远程信息处理。在现代车辆中,所有与驾驶辅助和自动驾驶相关的系统,从传感器到执行器,均由 ECU 控制。这些 ECU 通过车辆通信网络互连。
汽车 ECU 的历史可以追溯到电子产品首次出现在车辆中时。早期,每个控制单元仅限于某种功能,例如发动机控制、ABS 系统或 HVAC。随着车辆中添加更多功能,ECU 数量也随之增加,在某些高端汽车中多达 200 个。 ECU 通常通过低速 CAN、LIN 或类似总线互连。这种车辆架构被称为分布式架构。分布式 ECU 通常很简单,对精确定时的要求很少。数据链接速度很慢。晶体甚至不精确的 RC 振荡器足以为 ECU 提供时钟。
随着时间的推移,随着汽车设计出更先进的功能,ECU 的数量也随之增加。 ECU 数量的不断增加带来了高成本和巨大的布线挑战。然而,与此同时,处理器技术得到了改进,一个控制器可以管理多种功能,实质上可以实现域内 ECU 的整合。因此,领域架构诞生了。
在域架构中,每个 ECU 统治一个特定的域。每个域控制器都连接到与其功能区域相关的传感器和执行器。典型的车辆架构具有以下域控制器:
向域架构的过渡对时序有重大影响。
与域架构一样高效和优雅,所提出的区域架构代表了一种进一步优化汽车电子系统的方法。在这里,传感器和执行器连接到本地区域控制器或网关,无论其功能如何。未来的 E/E 架构将由几个连接到功能强大的集中式计算机的控制器组成。该架构有可能进一步减少布线并优化计算能力。区域控制器还可以通过执行预处理任务来减轻中央计算机的负担。
区域架构严重依赖高速接口。它对时序的要求将比域架构更加严格——要求更低的抖动时钟、更高的时序精度和更好的温度稳定性。
SiTime MEMS 时钟解决方案为当今的 E/E 架构和未来的面向区域的架构提供了必要的性能。与基于石英的计时组件相比,SiTime 器件具有多种优势,这些优势对于汽车应用尤其重要。
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