美狮贵宾会

现代汽车中的电子装备一直增多，因而越来越需要接纳优异的设计，以知足主要的电磁兼容性标准的要求。同时，越来越高的集成度也让汽车设计师们急需系统芯片专用集成电路和专用标准产品解决计划，它们可以替换多个分立元件。本文探讨了汽车设计师所面临的一些电磁兼容性和集成电路(IC)问题。

现代汽车中的电子装备在以一连强劲的势头一直生长着―工程师们为汽车的恬静、清静、娱乐、动力传动、发念头治理、稳固和控制应用研制出越来越重大的解决计划。并且，先进的电子装备也获得越来越普遍的应用。因此，现在甚至是最为通俗的汽车也装配有在几年前还只专属于高端汽车的电子装备。

在已往，恬静和利便性等非要害应用增进了汽车电子应用的生长。就像电动窗或中控锁一样，这些电子应用只是替换了现有的机械系统。最近，汽车电子装备的规模扩展至支持一些要害的应用，例如发念头优化、自动与被动清静系统和包括全球定位系统在内的一些先进的信息娱乐系统。

我们现在正在进入汽车电子生长的第三个阶段。在这一阶段，电子装备不但仅起到支持要害功效的作用，并且是控制这些要害功效―岂论是提供主要的驾驶员信息和控制发念头，照旧防撞击探测与预防、举行线控制动与驾驶和智能化天气控制等。正像您想象的那样，这些应用需要本钱低、装置轻盈，并且智能化和稳固性越来越高的电子解决计划。

速率和本钱因素增进了“通用型”嵌入式硬件电子平台的降生。这些平台可提供基本的或常见的硬件功效，并且可通过专门的应用软件定制提供统一汽车系列中差别型号所需要的功效，甚至也可为差别的汽车制造商定制功效。系统芯片(SoC)半导体解决计划将多种功效集成在一个集成电路中，这样可镌汰组件数目和降低空间要求，同时确保恒久可靠性，这关于开发乐成的通用型嵌入式电子平台极为主要。

电磁兼容性

随着汽车电子装备的一直增多和重大电子？樵谄蹈鞲霾课坏挠τ迷嚼丛狡毡，电磁兼容性问题也越来越成为工程师们所面临的设计挑战。其中三个主要问题是：

(a)怎样将电磁敏感度降到最低，以使电子装备不受手机、全球定位系统或信息娱乐装备等其它电子系统的电磁发射的影响。

(b)怎样；さ缱幼氨覆皇鼙傲悠登樾蔚挠跋，包括供电系统的瞬变和开关灯和起动电机等大负载或电感负载时的滋扰。

(c)怎样只管镌汰可对其它汽车电子电路造成影响的电磁发射。

并且，随着系统电压的增添、车辆电子装备的增多和更多高频电子装备造成的频率上升，这些问题也变得越来越富挑战性。别的，许多电子？橄衷谝不嵊胂咝远炔詈土愕闫拼蟮牡凸β柿鄞衅骶傩薪涌。这些传感器依赖小信号，电磁滋扰对它们的正常事情将是灾难性的。

兼容性测试、预兼容性测试和标准

这些问题意味着汽车电磁兼容性测试已成为汽车设计的基本要素。兼容性测试已在汽车制造商、他们的供应商和各立法机构间标准化。越晚发明电磁兼容性问题，就越难识别其基础缘故原由，解决计划也可能将更为有限和腾贵。因此，在流程的所有阶段均思量电磁兼容性问题是一个基本做法---从集成电路设计和印刷电路板结构到？樽爸煤妥钪盏钠到峁股杓。为了简化这一流程，在？楹图傻缏方锥嗡剂康绱偶嫒菪晕侍獾脑ぜ嫒菪圆馐砸丫曜蓟。

设计切合电磁兼容性要求的集成电路和？

关于集成电路来说，有三种主要的电磁兼容性标准：

电磁发射标准-IEC61967：丈量150千赫至1千兆赫规模内的辐射和传导性电磁发射

电磁敏感度标准-IEC62132：丈量150千赫至1千兆赫规模内的电磁抗扰性

瞬态标准-ISO7637：蹊径车辆的传导和耦合造成的电气滋扰。

那么，系统设计师怎样确保他们的系统芯片和最终的？橹阋陨媳曜？古板的SPICE模子等此时已毫无用处，由于电磁场与SPICE模拟情形不兼容。由于芯片和整个组件的尺寸远小于电磁信号的波长（1千兆赫时波长为30厘米，远远大于集成电路尺寸），在集成电路水平，电磁场仅使用电场建设模子是足够准确的。值得注重的是，辐射发射和敏感度关于集成电路来说并不是主要问题；而主要问题的是传导发射和对印刷电路板和线束上有用天线的敏感性。

设计师应接纳几种手艺来确保知足电磁兼容性的要求，我们将逐一看看电磁发射和电磁敏感度这两个问题。

电磁发射

电磁发射由作为天线的外部环路中的高频电流而爆发。这些高频电流的泉源包括对如数字信号处置惩罚和时钟驱动器这样的焦点数字逻辑的翻转(同步逻辑会爆发含有大宗高频因素的又大又尖的电流峰值)、模拟电路的行动、开关数字输入/输出脚和为印刷电路板及线束提供高电流峰值的高功率输出驱动器。为了只管镌汰这些因素的影响，设计师应该在尽可能的情形下使用低功率电路，这可能包括降低或使用自顺应电源电压或将时钟信号漫衍在整个频域内的架构。通过关闭数字系统中不必的部分也可镌汰一个时钟周期内开关元件的数目。除此以外，对时钟和驱动器信号上升/下降沿斜率加以控制以放缓开关边沿并提供软开关特征也有助于镌汰电磁发射。最后，设计师也应仔细研究外部的和芯片的结构要领。例如，使用“双绞”线的差分输出信号爆发的电磁发射更少，对电磁发射也更不敏感。确保电源和地相互靠近和使用高效电源去耦也是镌汰电磁发射的简朴要领。

电磁敏感度

整流/抽运、寄生器件、电流和功率消耗是低电磁敏感度的三个最严重的滋扰效应。高频电磁功率部分由集成电路吸收，因而可造成一些滋扰，包括向高阻抗节点输出高频高电压和向低阻抗节点输出高频大电流。

只管镌汰电磁敏感度影响的一个主要要领是让电路对称，从而阻止整流的可能性。要领是使用差分电路拓朴结构和结构。纵然在应用（如使用传感器）中需要小信号，可处置惩罚较大共模信号的拓朴结构也可在大规模电磁信号的情形下资助系统坚持为线性状态。通过滤波方法限制敏感装置的频率输入规模是经常使用的另一种要领，特殊是接纳片上滤波器。接纳高共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR)设计也可让电路阻止爆发整流征象，减小内部节点阻抗和将所有敏感节点放在芯片上也会爆发此效果。最后，为了阻止或控制寄生器件和电流，使用；ぷ爸孟拗朴庠降绱琶舾卸纫种扑绞呛苁侵饕。这有助于阻止整流并将信号电平坚持成对称状态，只管镌汰基板电流和放掉要害位置的电流也是十分主要的。

最新的半导体手艺

许多设计师在使用混淆信号半导体手艺来提供当今汽车应用所需要的系统芯片解决计划。最新的高压混和信号手艺特殊适合于需要高电压输出的设计―例如驱动电机或起动继电器―并与模拟信号条件功效和重大数字处置惩罚相团结。

安迈半导体公司(AMIS)所开发的I2T和I3T系列即是最新高电压混淆信号专用集成电路手艺的规范。I3T80基于0.35微米CMOS工艺，可处置惩罚的最大电压为80伏，从而可以在一个集成电路中集成重大数字电路、嵌入式微处置惩罚器、内存、外设、高电压功效和种种接口。

图1：若干功效集成在用I3T80工艺制造的单颗芯片。

图1举例说明晰若干功效集成在用I3T80工艺制造的单颗芯片，包括传感器模拟接口（汽车应用最常见的要求之一）、电机和传动装置的高压驱动器和使用嵌入式16/32位ARM(tm)处置惩罚器内核的数字处置惩罚电路。关于低功率处置惩罚需求，也提供8位嵌入式R8051处置惩罚器。如图所示，AMIS可提供的其它‘标准’IP？榘剖逼鳌⒙隹淼髦(PWM)功效、用于简化装备测试的JTAG、接口和包括CAN总线与LIN总线通讯选项的通讯收发器。最后应该指出的是，I3T手艺含有内置；すπ，可；ぷㄓ眉傻缏凡灰蚬缪够虻绯毓连而受到损坏。
图2：AMIS-30660与其它竞争产品的电磁抗扰性能比照情形。

AMIS使用了这一混淆信号手艺和本文所形貌的许多电磁兼容性合理设计要领来为汽车工业开发种种专用标准产品(ASSP)，包括AMIS-41682标准速率、AMIS-42665和AMIS-30660高速CAN收发器。这些器件在CAN控制器和物理总线间提供了接口，在12伏和24伏汽车及需要最大速率为1兆波特CAN通讯的工业应用中可简化设计，并镌汰组件数目。例如，AMIS-30660完全切合ISO11898-2标准，通过CAN控制器的发射和吸收脚为CAN总线提供差分发信号能力。集成电路为设计师提供了3.3伏或5伏逻辑电平接口选择，从而确保兼容现有的应用和最新的低电压设计。全心匹配的输出信号将电磁发射减至最低，从而无需共模扼流圈；而吸收器输入的大共模电压规模（±35伏）确保了高电磁敏感度(EMS)。图2显示了AMIS-30660与其它竞争产品的电磁抗扰性能比照情形。