過(guo)去(qu)，汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)的(de)增(zeng)長(chang)動(dong)力(li)是(shi)舒(shu)適(shi)和(he)便(bian)利(li)等(deng)與(yu)安(an)全(quan)無(wu)關(guan)的(de)應(ying)用(yong)。通(tong)常(chang)，如(ru)采(cai)用(yong)電(dian)動(dong)升(sheng)降(jiang)窗(chuang)或(huo)中(zhong)控(kong)鎖(suo)
，這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)隻(zhi)不(bu)過(guo)是(shi)取(qu)代(dai)了(le)現(xian)有(you)的(de)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)。最(zui)近(jin)，汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)的(de)範(fan)疇(chou)已(yi)經(jing)擴(kuo)展(zhan)到(dao)支(zhi)持(chi)與(yu)安(an)全(quan)相(xiang)關(guan)的(de)應(ying)用(yong)，如(ru)引(yin)擎(qing)優(you)化(hua)、主被動安全係統以及包括GPS在內的高級信息娛樂係統。

現(xian)在(zai)
，我(wo)們(men)正(zheng)在(zai)迎(ying)接(jie)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)發(fa)展(zhan)的(de)第(di)三(san)次(ci)革(ge)命(ming)。汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)不(bu)再(zai)僅(jin)僅(jin)支(zhi)持(chi)關(guan)鍵(jian)的(de)功(gong)能(neng)，而(er)且(qie)深(shen)入(ru)到(dao)汽(qi)車(che)的(de)控(kong)製(zhi)之(zhi)中(zhong)，提(ti)供(gong)重(zhong)要(yao)的(de)駕(jia)駛(shi)員(yuan)信(xin)息(xi)
、控製引擎、避撞監測和避碰、執行線控刹車和轉向或對車內環境實施智能控製。

對(dui)於(yu)通(tong)用(yong)嵌(qian)入(ru)式(shi)硬(ying)件(jian)電(dian)子(zi)平(ping)台(tai)來(lai)說(shuo)，速(su)度(du)和(he)成(cheng)本(ben)是(shi)眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)的(de)問(wen)題(ti)。這(zhe)些(xie)平(ping)台(tai)具(ju)有(you)基(ji)本(ben)或(huo)公(gong)用(yong)的(de)硬(ying)件(jian)功(gong)能(neng)，通(tong)過(guo)麵(mian)向(xiang)應(ying)用(yong)的(de)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)，可(ke)以(yi)為(wei)同(tong)一(yi)車(che)型(xing)係(xi)列(lie)或(huo)不(bu)同(tong)車(che)廠(chang)的(de)各(ge)種(zhong)車(che)型(xing)專(zhuan)門(men)定(ding)製(zhi)功(gong)能(neng)。係(xi)統(tong)級(ji)芯(xin)片(pian)（SoC）半ban導dao體ti器qi件jian將jiang各ge種zhong功gong能neng集ji成cheng到dao單dan一yi芯xin片pian之zhi中zhong，減jian少shao了le對dui元yuan件jian數shu量liang和he占zhan位wei空kong間jian的de要yao求qiu，在zai確que保bao長chang期qi可ke靠kao性xing的de同tong時shi
，對dui於yu成cheng功gong地di開kai發fa通tong用yong嵌qian入ru式shi電dian子zi平ping台tai是shi至zhi關guan重zhong要yao的de。

電磁兼容性

隨(sui)著(zhe)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)和(he)複(fu)雜(za)電(dian)子(zi)模(mo)塊(kuai)在(zai)整(zheng)個(ge)車(che)輛(liang)中(zhong)分(fen)布(bu)的(de)增(zeng)加(jia)，工(gong)程(cheng)師(shi)麵(mian)臨(lin)日(ri)益(yi)嚴(yan)峻(jun)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)設(she)計(ji)挑(tiao)戰(zhan)，問(wen)題(ti)主(zhu)要(yao)存(cun)在(zai)於(yu)三(san)個(ge)方(fang)麵(mian)：

1. 如何把電磁易感性（EMS）降低到最小
？以保護電子產品免受其它電子係統（如移動電話、GPS或信息娛樂係統）的有害電磁輻射的影響。

2. 如何保護電子產品免受惡劣汽車環境的影響
？包括電源電壓大的瞬間變化
、重負載或感性負載（如車燈和啟動機）引起的幹擾。

3. 如何將可能對其它汽車電子電路產生影響的EME控製為最小？

隨著係統電壓、車載電子設備數量以及頻率的增加，這些問題將更加具有挑戰性。此外，許多電子模塊將與廉價的、線性度較低
、偏移較大的低功率傳感器接口，這些傳感器工作在小信號狀態

，電磁幹擾對它們工作狀態的影響可能是災難性的。


符合性和標準

上述問題表明，汽車EMC符合性測試已經成為汽車設計的主要元素。符合性測試的標準化一直在車廠
、車廠配套供應商及不同的立法團體中進行。然而，EMC問題發現得越晚
，找到EMC問題的根源就越困難


，解決方案的成本會越高，受到的局限性就可能越大。正因為如此
，從IC設計
、PCB量產、模塊的實現到整車的設計的全過程著手考慮EMC問題將是基本的設計方法。為了便於實施這一過程
，模塊級預符合性測試和IC級測試已經實現了標準化。

設計符合EMC的IC和模塊

下麵是IC設計應該遵循的EMC標準：

EME標準 IEC 61967： 針對150kHz到1GHz範圍的輻射型和傳導型電磁發射的測量。

EMS標準 IEC 62132： 針對150kHz到1GHz範圍的電磁免疫性（抗電磁幹擾性）的測量。

瞬態標準 ISO 7637： 針對公路車輛引起的傳導和耦合電氣幹擾的測量。

係統設計工程師如何才能確保其SoC及最終模塊滿足上述標準的要求呢？傳統的SPICE模型（以集成電路設計為重點的模擬電路仿真器）在此不管用
，因為電磁場與基於SPICE的仿真環境不兼容。在IC設計層麵
，電磁場隻能用電場來建模
，因為，芯片和封裝的尺寸比電磁信號的波長要小得多（1GHz信號的波長是30cm，遠遠大於IC的尺寸）。在此要注意的關鍵是輻射型發射和易感性不是IC的主要問題，印刷電路板和電纜上的有效天線才是引起傳導型發射和易感性等主要問題的原因。

設計工程師要采取若幹技術來確保EMC符合性，下麵依次考察EME和EMS。

EM發射

EME（電磁發射）是由像天線一樣的外部環路中的高頻電流產生的，這樣的高頻電流包括：

--核心數字邏輯的開關，如DSP和時鍾驅動器（同步邏輯生成包含許多高頻成分的大量電流尖峰）;

--模擬電路的動作;

--數字I/O引腳的開關;

--將大電流尖峰傳遞到電路板和線束的大功率輸出驅動器;

為了將這些因素的影響降低到最小，設計工程師應該盡可能采用低功率的電路，包括較低電壓、自適應電源電壓、在zai頻pin域yu上shang擴kuo譜pu時shi鍾zhong信xin號hao的de架jia構gou。當dang數shu字zi係xi統tong中zhong某mou些xie部bu分fen不bu工gong作zuo的de時shi候hou，要yao將jiang其qi關guan閉bi以yi減jian少shao單dan時shi鍾zhong周zhou期qi上shang的de元yuan件jian開kai關guan的de數shu量liang。此ci外wai
，通tong過guo把ba時shi鍾zhong和he驅qu動dong信xin號hao的de開kai關guan邊bian沿yan斜xie率lv降jiang低di並bing提ti供gong軟ruan開kai關guan特te性xing，也ye有you助zhu於yu減jian少shaoEME。最後
，設計工程師應該仔細設計外部和芯片的版圖。例如
，采用雙絞線的差分輸出信號產生的EME較低，且不易受EME的影響。VDD和VSS彼此之間接近和有效的電源去耦也是降低EME的簡單技術。

EM易感性

整流/泵、寄生元件、電流
、功耗太大是EMS（電磁易感性）的四個最主要幹擾效應。高頻電磁功率被部分吸納在IC之中，因此，可能會引起若幹擾動。這些擾動包括將大的高頻電壓傳入高阻抗節點及把大的高頻電流傳入低阻抗節點。

將EMSxiaoyingjianshaodaozuixiaodezhuyaobanfashibadianlushejiyuncheng，yinerbimiankenengchuxianzhengliuxianxiang。caiyongchafendianlutuopuhebantushejikeyizuodaozheyidian。jishiduiyuyingyongzhongxuyaoxiaoxinhaodechuanganqi，nenggouchulijiaodagongmoxinhaodetuopukenengyouzhuyubaochixitongzaikuanfanweidiancixinhaoneibaochixianxing。tongguolvbokeyixianzhijinruminganqijiandepinlvfanwei
，zheshilingwaiyizhongchangyongdejishu，tebieshizaikeyicaiyongpianshanglvbodeshihou。caiqugaogongmoyizhibi（CMRR）和電源抑製比設計（PSRR）yejiangshidianlumianshouzhengliuganrao，bingbaochineibujiedianzukangweidiqiesuoyouminganjiediandouzaipianshang。zuihou，weilebimianhuokongzhijishengyuanjianhedianliu，caiyongbaohuqijianjiangdayusuoyaoqiudeEMS抑(yi)製(zhi)電(dian)平(ping)的(de)部(bu)分(fen)鉗(qian)位(wei)掉(diao)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)。該(gai)技(ji)術(shu)有(you)助(zhu)於(yu)避(bi)免(mian)整(zheng)流(liu)幹(gan)擾(rao)並(bing)維(wei)持(chi)保(bao)護(hu)電(dian)平(ping)與(yu)信(xin)號(hao)對(dui)稱(cheng)。把(ba)襯(chen)底(di)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)在(zai)最(zui)小(xiao)並(bing)把(ba)這(zhe)些(xie)電(dian)流(liu)聚(ju)集(ji)在(zai)受(shou)控(kong)點(dian)中(zhong)也(ye)是(shi)關(guan)鍵(jian)。

AMI公司提供的最新器件

許多設計工程師正在尋求混合信號半導體技術來為當今的汽車應用提供SoC方(fang)案(an)，最(zui)新(xin)的(de)高(gao)壓(ya)混(hun)合(he)信(xin)號(hao)技(ji)術(shu)特(te)別(bie)適(shi)合(he)於(yu)需(xu)要(yao)較(jiao)高(gao)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)的(de)設(she)計(ji)，例(li)如(ru)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)或(huo)激(ji)勵(li)繼(ji)電(dian)器(qi)，以(yi)便(bian)將(jiang)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)調(tiao)理(li)功(gong)能(neng)與(yu)複(fu)雜(za)的(de)數(shu)字(zi)處(chu)理(li)結(jie)合(he)起(qi)來(lai)。

至於高壓和混合信號ASIC技術
，AMI公司的I2T和I3T係列就是優秀的例子。該設計處理的電壓高達80V，基於0.35μm CMOS技術的I3T80在單芯片內集成了複雜的數字電路、嵌入式處理器
、存儲器
、外圍設備、高壓功能和不同的接口。

AMIS采用混合信號技術和許多上述優秀的EMC設計方法開發了針對汽車應用的一係列ASSP，包括AMIS-41682標準速度
、AMIS-42665和AMIS-30660高速CAN收發器。對於要求CAN通信速率最高達1Mbps的12V和24V汽車及工業應用，這些器件為CAN控製器和物理總線之間提供了接口並簡化設計和減少了元件數量。例如

，AMIS-30660完全符合ISO 11898-2標準，並通過CAN控製器的發送和接收引腳向CAN總線提供差分信令能力;該芯片為設計工程師提供了3.3V或5V邏輯電平接口的選擇，確保兼容現有的應用及即將出現的低電壓設計需求。仔細匹配輸出信號
，就可以省略最小化EME所需要的共模扼流圈
，同時接收輸入的寬共模電壓範圍（±35V）還可確保高的EMS性能。

電磁兼容設計的重要性

隨sui著zhe現xian代dai汽qi車che中zhong電dian子zi設she備bei的de增zeng加jia，越yue來lai越yue要yao求qiu進jin行xing良liang好hao的de設she計ji以yi確que保bao符fu合he電dian磁ci兼jian容rong標biao準zhun的de要yao求qiu。與yu此ci同tong時shi，隨sui著zhe集ji成cheng度du的de提ti高gao，汽qi車che設she計ji工gong程cheng師shi需xu要yao係xi統tong級ji芯xin片pianASIC和ASSP方案來替換多個離散元件的方案。



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