車載用LiDAR

LiDARは、レーダーやカメラビジョンと並んで、 ADASシステムの重要なセンシング要素の一つです。LiDARシステムでは、高精度なタイミングと低ジッタが不可欠です。SiTimeのMEMS発振器は、AEC-Q100グレード1（-40℃～+125℃）の信頼性を備え、温度範囲全体で周波数安定性を実現します。当社の差動発振器は超低ジッタを実現し、信頼性と高速データ転送を実現します。水晶発振器と比較して、SiTimeのタイミングソリューションは、高い信頼性、耐衝撃性、耐振動性、EMI（電磁干渉）への耐性、そして起動の高速化を実現します。

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SiTime MEMSタイミングの利点

完全なMEMSクロックツリー

拡散スペクトル発振器

低ジッタ差動発振器

32.768 kHz XOおよびTCXO

高精度TCXO

実世界の条件で最も堅牢

150 fs rmsジッター、優れたPSNR

衝撃や振動に強い

広い温度範囲で安定

MTBF 20億時間以上

統合型MEMS、使いやすい

水晶の信頼性の問題なし

低温でも信頼性の高い起動

カバーやシールドは不要

あらゆる周波数で短いリードタイム

LiDARブロック図

LiDAR（光検出測距）は、レーザーで物体を照射し、反射光が受信機に戻るまでの時間を測定することで距離を測定します。LiDARシステムは視野を垂直方向と水平方向にスキャンし、中には360°スキャンできるものもあり、車両周囲の環境を3Dで再現します。

LiDARシステムの中核は、固体レーザー光源、検出器、そしてアナログ・フロントエンド（AFE）です。ADCは、AFEで受信した信号をサンプリングします。LiDARシステムによって収集されたデータは、処理後、PHYを介してドメインコントローラまたはADASコンピュータに送信されます。イーサネット、FPD-Link（TI）、GMSL（Analog Devices）など、様々なインターフェースが存在します。Automotive Serdes Alliance（ASA）やMIPI A-PHYなどのオープンスタンダードも登場しています。インターフェースに応じて、シングルエンドまたは差動クロックが必要になります。

LiDAR向けMEMSタイミングソリューション

デバイス	主な特徴	主要な値
シングルエンド発振器 SiT8924 1～110MHz	最大-55°C～+125°C ±20 ppmの安定性 2016、2520、3225パッケージ	高い信頼性拡張温度範囲小さなフットプリント
シングルエンド発振器 SiT9025 1～110 MHz	最大-55°C～+125°C スペクトラム拡散立ち上がり/立ち下がり時間を設定可能 2016、2520、3225パッケージ	高い信頼性拡張温度範囲 EMI低減
差動発振器 SiT9396 1～220 MHz SiT9397 220～920 MHz	低ジッタ：< 150 fs RMS ^[1] -40～+125°Cで±30、±50 ppmの安定性 LVPECL、LVDS、HCSL、低電力HCSL、FlexSwing™ 2016、2520、3225パッケージ	高い信頼性低ジッター PCI-Expressや10GBイーサネットなどの厳しいジッタ要件を持つインターフェースを可能にします
super TCXO SiT5386 1～60MHz SiT5387 60～220MHz	-40～+125°Cで±0.1、±0.2、±0.25 ppmの安定性 ±1 ppb/°Cの周波数勾配低ジッタ：0.31 ps RMS ^[1] オプションの電圧またはデジタル周波数制御	高精度急速な温度勾配でも優れた周波数安定性マイクロジャンプによるGNSS信号の損失やV2Xの切断はありません

¹ 12 kHz～20 MHzの積分範囲

自動車用LiDAR

計測方法はいくつかあり、飛行時間（ToF）、周波数変調連続波（FMCW）、時間デジタル変換（TDC）などがあります。システムの精度を確保するには、高精度なタイミングが重要な役割を果たします。SiT9396とSiT9397はデバイスが低いため、LiDARアプリケーションのアナログ部分のクロックに最適です。

ADCを使用すると、ジッタによって量子化誤差が発生します。クロックに過剰なジッタが存在する場合、つまりクロックエッジが早すぎたり遅すぎたりすると、ADCは入力信号を誤ったタイミングでサンプリングしてしまいます。データストリームに誤った値が含まれると、システムの機能に重大な支障が生じる可能性があります。

SiTimeのシリコンMEMS発振器は、優れた動的性能により、システムのSOTIF（意図された機能の安全性）準拠を容易にします。MEMS発振器は、環境の変化に関わらず、クロックが製品寿命全体にわたって仕様範囲内に維持されることを保証します。

温度範囲 -40°C～+125°C
適切に制御された周波数安定性：全温度範囲で±30 ppm未満（10年間の経年劣化を含む）（ SiT939x ）、TCXOの場合は±0.1 ppmまで（ SiT538x ）
急激な温度変化 dF /dT に対する優れた周波数応答 (< ±3.5 ppb/°C まで) ( SiT538x )

SiTimeのメリット

すべての SiTimeデバイスは水晶振動子に比べて次のような利点があり、これは自動車用途では特に重要です。

信頼性が50倍向上。フィールド故障数の削減に加え、信頼性の向上はFIT率の低下にもつながります。これにより、機能安全評価に必要な定量分析（FMEDA）において、より優れたハードウェア安全性指標が得られます。
MEMS 共振器は水晶に比べてサイズが小さく (0.4 x 0.4 mm)、質量も低いため、衝撃、振動、電磁干渉に対する耐性が 100 倍向上します。
MEMS 発振器は通常、水晶発振器よりも起動時間が短くなります。