Autonome Bodenfahrzeuge (AGVs)

Autonomous unmanned tractor with plow working on the field

Der Einsatz von AGVs/UGVs nimmt rasant zu, da viele Branchen repetitive, arbeitsintensive und gefährliche Aufgaben ersetzen, um Effizienz, Produktivität und Sicherheit zu verbessern. Diese komplexen Systeme arbeiten oft in harschen Umgebungen und erfordern robuste Taktkomponenten, die die Anforderungen an Größe, elektromagnetische Störungen, Phasenrauschen und Stabilität erfüllen müssen. Die MEMS-Taktlösungen von SiTime bieten die erforderliche Leistung und Zuverlässigkeit auch unter schwierigen Bedingungen.

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Vorteile der SiTime MEMS- Timing Technologie

Vollständiger MEMS- Taktgeber

Hochtemperatur-XO

Differenzial-XO mit geringem Jitter

Super-TCXO

Präzise und robust

Ausgezeichnete Temperaturstabilität

Bessere Stoß-/Vibrationsfestigkeit

Höhere Qualität und Zuverlässigkeit

Einfach zu bedienen, langlebig

Programmierbare Funktionen

Keine Probleme mit der Quarzzuverlässigkeit

>2 Milliarden Stunden MTBF

Der Einsatz autonomer Bodenfahrzeuge (AGVs) und unbemannter Bodenfahrzeuge (UGVs) nimmt rapide zu, da zahlreiche Branchen darum wetteifern, repetitive, arbeitsintensive und gefährliche Aufgaben zu ersetzen und so Effizienz, Produktivität und Sicherheit zu verbessern.

Obwohl die Begriffe AGV (autonome Bodenfahrzeuge) und UGV (unbemannte Bodenfahrzeuge) oft synonym verwendet werden, gibt es einige Unterschiede. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass AGVs innerhalb von Gebäuden, beispielsweise in Lagerhallen, eingesetzt werden, während UGVs hauptsächlich im Außenbereich eingesetzt werden. Weitere wichtige Unterscheidungsmerkmale sind:

AGVs

Betrieb innerhalb von Gebäuden
Navigation mit LIDAR…
…oder geführte Pfade
Drahtlos kommunizieren
Batteriebetrieben

UGVs

Im Freien betreiben
GNSS verwenden
Drahtlos kommunizieren
Verwenden Sie Video
Batterie- und/oder kraftstoffbetrieben

AGVs und UGVs sind komplexe Systeme, die in der Nähe von Menschen und in harschen Bedingungen eingesetzt werden können. Jedes der Subsysteme muss unter anspruchsvollen Bedingungen exakt die Spezifikationen erfüllen. Dies erfordert, dass die Timing-Komponenten strenge Anforderungen erfüllen. Komponentengröße, elektromagnetische Störungen, geringes Phasenrauschen und Stabilität sind wichtige Aspekte bei der Entwicklung dieser Systeme.

AGVs-Blockdiagramm

AGVs und UGVs werden von einem Haupt-Mikrocontroller (MCU) gesteuert. Dieser ist mit mehreren Subsystemen verbunden: Sensoren, Telematik, Antriebs-MCU, Batteriemanagementsystem (BMS), Lidar usw. Die Taktanforderungen dieser Subsysteme können mit dem Oszillator SiT8924 erfüllt werden. Telematik erfordert typischerweise einen Taktgeber mit hoher Stabilität über den Temperaturbereich, wie beispielsweise den SiT5386 Super-TCXO mit einer Stabilität von ±0,1 ppm über -40 °C bis +105 °C. Der Oszillator SiT9025 verfügt über Spread-Spectrum-Taktung (SSC) zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen.

Ausgewählte Produkte in Automobilqualität für AGV/UGV

Geräte	Hauptmerkmale	Schlüsselwerte
Single-Ended-Oszillator SiT8924 1 bis 110 MHz	Bis -55°C bis +125°C ±20 ppm Stabilität 2016, 2520, 3225 Pakete	Hohe Zuverlässigkeit Erweiterter Temperaturbereich Geringer Platzbedarf
Single-Ended-Oszillator SiT9025 1 bis 150 MHz	Bis -55°C bis +125°C Spread Spectrum Konfigurierbare Anstiegs-/Abfallzeiten 2016, 2520, 3225 Pakete	Hohe Zuverlässigkeit Erweiterter Temperaturbereich Reduzierung der elektromagnetischen Störungen
Differenzialoszillator SiT9396 1 bis 220 MHz SiT9397 220 bis 920 MHz	Geringer Jitter: 150 fs RMS ^[1] ±30, ±50 ppm Stabilität LVPECL, LVDS, HCSL, HCSL mit geringem Stromverbrauch, FlexSwing™ -40°C bis +125°C 2016, 2520, 3225 Pakete	Hohe Zuverlässigkeit Geringer Jitter Ermöglicht Schnittstellen mit anspruchsvollen Jitter-Anforderungen, wie PCI-Express und 10 GB Ethernet
Super-TCXO SiT5386 1 bis 60 MHz SiT5387 60 bis 220 MHz	1 bis 220 MHz ±0,1, ±0,2, ±0,25 ppm Stabilität ±1 ppb/°C Frequenzsteigung -40 °C bis 105 °C Geringer Jitter: 0,31 ps RMS ^[1] Optionale Spannungs- oder digitale Frequenzregelung	Hohe Genauigkeit Hervorragende Frequenzstabilität auch bei schnellen Temperaturgradienten Kein GNSS-Signalverlust oder V2X-Unterbrechung, da der MEMS-Resonator im Gegensatz zu Quarzoszillatoren keinen „Mikrosprüngen“ unterliegt

¹ Integrationsbereich von 12 kHz bis 20 MHz

Vorteile der SiTime Timing Solutions

SiTime Bausteine bieten gegenüber Quarzkristallen die folgenden Vorteile, die insbesondere im Automobilbereich wichtig sind.

50-mal höhere Zuverlässigkeit. Neben der Reduzierung von Feldausfällen führt eine höhere Zuverlässigkeit zu einer niedrigeren FIT-Rate. Dies liefert bessere Hardware-Sicherheitsmetriken in einer FMEDA, der quantitativen Analyse, die im Rahmen einer funktionalen Sicherheitsbewertung erforderlich ist.
30-mal höhere Widerstandsfähigkeit gegen Stöße, Vibrationen und elektromagnetische Störungen dank der geringeren Größe (0,4 x 0,4 mm) und Masse von MEMS-Resonatoren im Vergleich zu Quarzoszillatoren. Stöße und Vibrationen können, sofern sie den Quarz nicht dauerhaft beschädigen, Jitter in einem Quarzoszillator verursachen. Jitter kann die Bitfehlerrate einer Hochgeschwindigkeitsverbindung beeinträchtigen. Die höhere Widerstandsfähigkeit von SiTime-Oszillatoren gewährleistet eine niedrige Fehlerrate unabhängig von den Betriebsbedingungen.
Bessere Frequenzgenauigkeit, 10x geringere Alterung und ausgezeichnete Temperaturstabilität – bis zu ±20 ppm (XO- Bausteine) über -40 bis +125 °C und ±0,1 ppm (TCXO Bausteine) über -40 bis +105 °C.
SiT9025 verfügt über Funktionen zur EMI-Reduzierung: Spread Spectrum und konfigurierbare Anstiegs-/Abfallzeiten.