主备时钟在汽车电子中的应用

发布于: 2023-04-26 14:51
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分类: 新闻中心
01 概述

随着汽车智能化的快速发展,汽车电子应用中对车规芯片的要求越来越高,主要涵盖如下方面:

(1)宽温度和湿度要求、耐振动和冲击;

(2)较长的使用寿命(少15年以上);

(3)高可靠性和一致性;

(4)较高的供应链质量管理(IATF 16949)可靠度标准(AEC-Q100)。

锐星微电子作为国内时钟芯片的优秀供应商,致力于提供高可靠性、高性能、低成本的系统时钟应用解决方案。本文针对汽车电子中应用中XO和PCIe时钟发生器失效率的对比,以及时钟发生器主备时钟的无缝切换方案,阐述时钟发生器可有效的提高汽车电子产品的可靠性。

02 方案可靠性对比

(1)XO晶振和IC失效率对比

XO 晶振和PCIe时钟发生器(以RS2CG286为例)的失效率数据对比如下:

XO (以上数据由晶振厂提供)

Clock Generator:RS2CG286

器件失效率和平均无故障时间(MTTF)

通过以上数据对比可给出初步结论:Clock Generator:RS2CG286可靠性优于XO。

(2)PCIe时钟发生器主备时钟无缝切换

针对汽车电子系统时钟主备份安全等级要求。举例给出2种Generator主备时钟无缝切换应用方案。

 方案一 RS2CG286Q主备时钟应用方案

该方案中,无源25M晶体作为主时钟,有源OSC晶体作为备用时钟,LOS 可以控制有源OSC的输出。当无源25M晶振正常时,RS2CG286以无源25M晶振为信号源,LOS为低电平,有源OSC关闭输出,REFCLK无信号输入。当无源25M晶振输入丢失时,LOS 为高电平,有源OSC输出使能,REFCLK有信号输入,RS2CG286以OSC作为信号源,保证Clock输出的可靠和稳定性。

 

黄色为100M 差分LP_HCSL输出,绿色线为LOS信号。从上图中可看出XTAL和单端REFCLK同时存在的情况下,当XTAL 信号丢失,直接切换到备用时钟,保证差分100M输出的稳定可靠。

当XTAL时钟恢复后,单端REFCLK输入也可以向XTAL无缝切换,具体如下:

 

方案二 RS2CG2012主备时钟应用方案

 

 

PFT_IN输入差分25M Clock作为主时钟,25M无源晶体输入作为备用时钟。当主时钟丢失时,备用时钟无缝切换,保证时钟输出的可靠性。

100M差分输出无缝切换测试数据:

可以看出当主时钟PFT_IN中断无输入时,备用的25M时钟无缝切换作为时钟输出,保证了PCIe 100M时钟输出的可靠性。

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