Vítejte, dnes je
sobota 21.
prosinec 2024
Odborný časopis a portál zaměřený na vývoj a výrobu elektroniky 
Moderní dopravní prostředky používají systémy ADAS, aby se den co den vyhýbaly nehodám. Jsou však „plné“ i dalších užitečných bezpečnostních funkcí. Podívejte se, jakou roli zde hrají řešení zajišťující správné taktování.
Precizní takt
Přesné časování znamená pro součástky tvořící systémy ADAS (Advanced Driver Assistance System), kde také zajišťují výpočetní funkce, včetně komunikace, jakýsi „srdeční tep“. Správná řešení zde řidičům pomohou předejít kolizím a v případě moderních vozidel dále zvyšovat bezpečnost.
ADAS a funkce časování u současných vozidel
Většina moderních vozidel přijala standardní funkce ADAS, jako jsou detekce pěších a schopnost se jim vyhnout, varování a korekce při vybočení z jízdního pruhu, rozpoznávání dopravních značek, automatické nouzové brzdění či detekce mrtvého úhlu. Aby mohly automobily zmíněné pokročilé funkce podporovat, vyvinuly se do podoby mobilních datových center. Využívají přitom vysokorychlostních ethernetových sítí k vzájemnému propojení různých senzorů, elektronických řídicích jednotek (ECU) a komunikačních bran.
Současná vozidla jsou zkrátka složitější a k podpoře zmiňovaných prvků bude proto zapotřebí více precizních součástek zajišťujících funkce časování. Větší počet senzorů znamená i více oscilátorů. Větší počet vysokorychlostních hodinových obvodů si rovněž budou žádat high-speed PCIe® nebo ethernetové sítě. S rostoucím zastoupením výpočetních systémů lze těžit i z většího počtu obvodů hodin vybavených více výstupy. Pokud tedy máme tyto rozšířené bezpečnostní funkce ve vozidlech implementovat, budeme taktování řešit stále častěji.
Palubní počítač pro autonomní řízení (nebo slušnou asistenci)
U moderních automobilů se v jádru zmiňovaných mobilních datových center nachází ADAS ECU. Tento složitý počítač zde zpracovává vstupy ze snímačů a také informace o pozici vozidla, řeší instrukce související s řízením a odesílá příkazy pro motor, řízení, brzdy apod. Centrální ECU je v podstatě mozkem automobilu.
Součástky máme v rámci ECU provázány přes vysokorychlostní PCIe (switch), tedy rozhraní, které dokáže při výpočtech vyhovět klíčovým požadavkům na velkou šířku pásma a mimořádně nízké zpoždění. Za účelem kontaktu s perifériemi a dalšími jednotkami ECU bude ECU připojeno s využitím palubní ethernetové sítě. Ethernet zde přitom zajišťuje vysokorychlostní komunikaci s jednodušší kabeláží, což dále snižuje cenu a také hmotnost. PCIe, ethernet, ale i další technologie pokaždé vyžadují rozdílové hodinové signály o vysokém kmitočtu a s nízkým jitterem. V případě typického návrhu ECU (viz přiložená grafika) napočítáme celkem patnáct různých vysokorychlostních hodin.
Precizní takt? Máme řešení
Na přesné hodinové signály, bez kterých se u těchto pokročilých návrhů neobejdeme, jsou kladeny přísné požadavky:
Oscilátory MEMS řady DSA od společnosti Microchip jsou ideálním řešením pro potřeby časování v automobilovém průmyslu. Nabízí přitom drobné provedení, již od 1,6 × 1,2 mm (CMOS), resp. 2,5 × 2,0 mm (rozdílové). Vyznačují se rovněž odolností – ustojí nárazy 50 000 G a vibrace 70 G. Pokud jde o stabilitu, vykazují v širokém rozsahu teplot od -55 °C až do +125 °C kmitočet s přesností ±20 ppm. Nechybí jim ani flexibilita, protože je lze konfigurovat s jakoukoli frekvencí výstupu, příp. též různými kmitočty v případě součástek s větším počtem kanálů. A také je dostanete rychle, vzorky jsou k mání již do 48 hodin.
Více informací na téma taktování či ADAS získáte ve videu od firmy Microchip, kde se výrobce věnuje různým řešením pro časování a také součástkám, které stojí u moderních vozidel za vznikem jednotek ECU.
Pokud i vy řešíte náročné otázky spojené s taktem a systémy ADAS, rádi vám s návrhem pomohou aplikační inženýři z Microchipu – ať již v rámci výrobního závodu, nebo rovněž v terénu. Výrobce má k dispozici celou řadu součástek s mimořádnou spolehlivostí a také stabilitou, což dále zaručuje i navzdory obrovskému rozsahu teplot.
