ECK-DATEN

Microchip bietet umfassendes Angebot an MEMS-basierten Timing-ICs. Dazu zählen Oszillatoren mit einem Ausgang, die als direkter Ersatz für herkömmliche Quarzoszillatoren dienen. Hinzu kommen Taktgeneratoren mit mehreren Ausgängen, die hochzuverlässige und präzise Referenztakte liefern, ohne dass ein externer Referenzquarz erforderlich ist.

Der technische Fortschritt in der Automobilelektronik schreitet schnell voran. Die zumeist mechanischen Verbesserungen des ersten halben Jahrhunderts, wie Automatikgetriebe, Servolenkung, automatische Scheibenwischer und Tempomat, sind für Fahrer heute selbstverständlich. Völlig neue Innovationen sind nun durch die Halbleitertechnologie, Funkkommunikation und die Anbindung an das Internet möglich. Diese Konvergenz von Telekommunikation und Informationsverarbeitung im Fahrzeug, auch Telematik genannt, zielt in erster Linie auf mehr Sicherheit im Straßenverkehr und den Komfort ab. Diese sich weiterentwickelnden Funktionen werden durch die Anbindung an die Kommunikationsinfrastruktur erheblich verbessert. Zu den wichtigsten Neuerungen zählen:

Sicherheit und Komfort

Fahrerassistenzsysteme (ADAS; Advanced Driver Assistance Systems) warnen den Fahrer vor möglicherweise gefährlichen Situationen und steuern in einigen Fällen das Fahrzeug automatisch. Sie nutzen Radar- und Rundum-/Surround-Kameras sowie intelligente Bildverarbeitung, um nahegelegene Objekte und Straßenmerkmale zu erkennen, ihren Standort zu bestimmen und die Bewegungsgeschwindigkeit zu bestimmen. So kann ein ADAS über das Lenkrad eine taktile Rückmeldung an den Fahrer bereitstellen, wenn das Fahrzeug aus seiner Spur abweicht. Das System kann auch die Bremsen automatisch betätigen, wenn es erkennt, dass das vorausfahrende Auto zu nahe ist. Andere Sicherheitsaspekte werden durch Datenanbindung bereitgestellt. Dazu zählen unter anderem ein automatisches Notrufsystem (eCall) und die Bereitstellung von Navigationsdiensten, um Gefahren auf der Straße in Echtzeit zu erkennen.

Bild 1: Elektronische Subsysteme in einem modernen Fahrzeug.

Bild 1: Elektronische Subsysteme in einem modernen Fahrzeug. Microchip

In-Vehicle Infotainment (IVI) bereitet Dienste im Fahrzeuginneren auf, wie zum Beispiel Unterhaltung, GPS-Navigation, Smartphone-/App-Integration in den Fahrzeug-Touchscreen, Freisprecheinrichtung und Sprachsteuerung.

Weitere Dienste

Fahrzeug-Management-Dienste ermöglichen es dem Nutzer, das Fahrzeug zu verfolgen, wenn es zum Beispiel gestohlen wird; stellen auch Empfehlungen für die Fahrzeugwartung bereit und aktualisieren die Funktionalität durch Software-Downloads. Die Autohersteller stehen vor drei großen Herausforderungen bei der Umsetzung dieser intelligenten, vernetzten Technologie:

  • Die neue Technologie muss zuverlässig sein – die Sicherheit von Passagieren und Fußgängern hängt davon ab.
  • Systeme müssen unter extremen Temperaturen arbeiten. Abhängig von ihrer Platzierung innerhalb des Fahrzeugs, den Witterungseinflüssen und Fahrbedingungen können elektronische Schaltungen in einem Fahrzeug Temperaturen von -40 bis +150 °C ausgesetzt sein. Während herkömmliche industrielle elektronische Bauteile für -40 bis +85 °C ausgelegt sind, verlangen Automotive-Anwendungen eine Zuverlässigkeit bis 105 °C (Grad 2) und 125 °C (Grad 1) außerhalb des Motorraums sowie 150 °C (Grad 0) oder höher innerhalb Motor- und Getriebeanwendungen.
  • Größe und Gewicht sind wichtige Aspekte, da fahrzeuginterne Elektroniksysteme zahlreich und komplex sind.
Bild 2: SEM-Aufnahme eines MEMS-Resonators vor dem Einbau in das Gehäuse.

Bild 2: SEM-Aufnahme eines MEMS-Resonators vor dem Einbau in das Gehäuse. Microchip

Für viele dieser neuen Anwendungen sind die MEMS-basierten (Micro Electro Mechanical System) Oszillatoren und Takt-ICs von Microchip die ideale Lösung, um die Herausforderungen im Automotive-Bereich zu meistern.

MEMS-Oszillatoren und Takt-ICs

Seit langer Zeit sorgen Quarzresonatoren für die frequenzbestimmenden Elemente in Oszillatoren und Takt-ICs, und sie funktionieren in vielen Anwendungen gut. Die MEMS-Technologie macht es jedoch möglich, Quarzkristalle durch winzige MEMS-Resonatoren zu ersetzen. Zu den Vorteilen MEMS-basierter Oszillatoren zählen hohe Zuverlässigkeit (einschließlich AEC-Q100-Zertifizierung), Stoßfestigkeit, stabiler Frequenzausgang über einen weiten Betriebstemperaturbereich, geringe Größe und geringer Stromverbrauch. Im Folgenden findet sich eine Übersicht, wie diese Vorteile erzielt werden.

Auf der nächsten Seite: Saubere MEMS-Halbleitergehäuse und ein stabiler Frequenzausgang.

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