隨著工程師開發日益複雜的方案來滿足舒適、安全、娛樂
、動力總成
、引擎管理、穩wen定ding性xing和he控kong製zhi應ying用yong的de需xu求qiu，現xian代dai車che載zai電dian子zi產chan品pin的de數shu量liang將jiang持chi續xu穩wen定ding地di增zeng長chang。此ci外wai，隨sui著zhe非fei常chang複fu雜za精jing密mi的de電dian子zi產chan品pin在zai汽qi車che應ying用yong中zhong的de日ri益yi普pu及ji，即ji使shi最zui基ji本ben型xing的de車che輛liang也ye配pei置zhi了le幾ji年nian前qian一yi直zhi是shi高gao檔dang車che才cai有you的de電dian子zi設she備bei。

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(shao)EME。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EMS效xiao應ying減jian少shao到dao最zui小xiao的de主zhu要yao辦ban法fa是shi把ba電dian路lu設she計ji勻yun稱cheng，因yin而er避bi免mian可ke能neng出chu現xian整zheng流liu現xian象xiang。采cai用yong差cha分fen電dian路lu拓tuo撲pu和he版ban圖tu設she計ji可ke以yi做zuo到dao這zhe一yi點dian。即ji使shi對dui於yu應ying用yong中zhong需xu要yao小xiao信xin號hao的de傳chuan感gan器qi，能neng夠gou處chu理li較jiao大da共gong模mo信xin號hao的de拓tuo撲pu可ke能neng有you助zhu於yu保bao持chi係xi統tong在zai寬kuan範fan圍wei電dian磁ci信xin號hao內nei保bao持chi線xian性xing。通tong過guo濾lv波bo可ke以yi限xian製zhi進jin入ru敏min感gan器qi件jian的de頻pin率lv範fan圍wei
，這zhe是shi另ling外wai一yi種zhong常chang用yong的de技ji術shu，特te別bie是shi在zai可ke以yi采cai用yong片pian上shang濾lv波bo的de時shi候hou。采cai取qu高gao共gong模mo抑yi製zhi比bi(CMRR)和電源抑製比設計(PSRR)yejiangshidianlumianshouzhengliuganrao
，bingbaochineibujiedianzukangweidiqiesuoyouminganjiediandouzaipianshang。zuihou

，weilebimianhuokongzhijishengyuanjianhedianliu
，caiyongbaohuqijianjiangdayusuoyaoqiudeEMSyizhidianpingdebufenqianweidiaoshihenzhongyaode。gaijishuyouzhuyubimianzhengliuganraobingweichibaohudianpingyuxinhaoduicheng。bachendidianliukongzhizaizuixiaobingbazhexiedianliujujizaishoukongdianzhongyeshiguanjian。

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。