为什么选择SiTime进行PNT?
PNT性能首先在工作范围边缘而非标准实验室条件下出现下降。当GNSS信号减弱或消失时,系统需要依靠本地授时来维持频率和相位,以应对振动、机动、温度变化和冲击等情况,同时还要满足尺寸、重量和功耗(SWaP)的限制。
SiTime 利用标准半导体代工厂生产的硅 MEMS 器件,为这些环境构建定时解决方案。其定时性能在振动、极端温度和平台应力下均保持稳定,可靠性和长期可用性满足工业和国防项目的需求。
四个性能和程序约束条件决定了PNT在严苛的运行环境下的适应能力
持仓表现
当全球导航卫星系统 (GNSS) 信号丢失、受干扰或被欺骗时,必须自主保持精确授时。SiTime MEMS 振荡器提供业界领先的保持性能,无需外部参考即可长时间维持授时精度。凭借超低频率漂移和卓越的老化特性,SiTime 基于 MEMS 的授时解决方案即使在 GPS 信号受限或受干扰的环境中,也能确保关键任务系统保持同步并正常运行。
卓越的抗振性能
基于MEMS的振荡器具有低至0.004 ppb/g的重力灵敏度,通常比石英振荡器低3到10倍。SiTime MEMS振荡器在振动下仍能保持稳定的频率输出,而振动会导致石英出现显著的频率偏差。
尺寸、重量和功耗 (SWaP)
现代可穿戴电子设备,例如无人系统、士兵和人员可穿戴电子设备、小型卫星、精准农业和精确制导武器,都面临着极其严格的尺寸、重量和功耗 (SWaP) 限制。与同等石英振荡器相比,SiTime MEMS 振荡器能够在更小、更节能的封装中提供精准的定时性能。
热稳定性和补偿
SiTime MEMS振荡器采用温度传感和补偿架构,可在-55°C至125°C的整个温度范围内保持频率稳定性。MEMS定时性能不依赖于机械切割晶体的物理特性。
卓越的可靠性
SiTime MEMS 定时产品采用标准半导体制造工艺,由成熟的代工厂生产。SiTime MEMS 振荡器的平均故障间隔时间 (MTFB) 超过 20 亿小时,而石英仅为 3000 万小时。一项每年部署 1 万台设备的计划预计每年石英振荡器故障率约为 3 例,而 SiTime MEMS 振荡器的故障率仅为 0.04 例。
运行安全
在国防和安全关键型应用中,计时故障可能造成灾难性后果。SiTime MEMS 振荡器按照最高可靠性标准设计和认证,具有抗冲击、抗振动和抗温度快速变化的能力,这些特性可能会影响基于石英晶体的时序。SiTime 时序解决方案基于成熟的半导体工艺,并经过严格的筛选和认证,可降低整个系统生命周期(从开发到部署)中的风险,确保在最严苛的运行环境中也能实现安全、可预测的性能。
选择合适的计时技术
| 应用特性 | 石英 | SiTime MEMS |
|---|---|---|
| 良好的热环境和振动环境 | 有能力的 | 有能力的 |
| 高振动应用 | 有限的 | 受到推崇的 |
| GNSS拒绝保持要求 | 应用相关 | 受到推崇的 |
| SWaP限制 | 有限的 | 受到推崇的 |
| 长期可用性要求 | 供应链风险 | 受到推崇的 |
| 精确制导武器 | 有限的 | 受到推崇的 |
| 高振动应用 | 有限的 | 受到推崇的 |
客户故事
产品生命周期内无需重新校准
新增应用,抗冲击能力超过 100,000 克
低SWaP平台持仓时间
严重依赖PNT的工业应用案例
无人和自主系统
工业可穿戴设备和人员跟踪
小型卫星和商业航天
精准农业
能源基础设施和智能电网
海事和离岸
铁路和运输基础设施