車載

ライダー、レーダー、カメラ・システム

フレキシブルな周波数、統合型タイミング・ソリューション

概要

車載用レーダー、ライダー、カメラ・システム

レベル 3、レベル 4、またはレベル 5 に分類される車両は、周囲の環境を十分に認識し、対象のステータスと移動を全方向に追跡、その情報を使用して車両をナビゲートする必要があります。 ライダー、レーダー、カメラの組み合わせは、車両の環境と周辺の対象物の低距離、中距離、長距離の 3D マップを作成するために使用されます。 これらのシステムは、高帯域幅イーサネットを介して大量のリアルタイムデータを自動中央計算プラットフォームに継続的に検出および送信します。 このデータは、高度なソフトウェア・アルゴリズムを使用して処理され、物体が何かを特定し、その物体が持つ軌道、移動速度、最終的には車両をナビゲートする方法を決定するため、車両の周囲の瞬間的な 3D マップを形成します。

設計に関する考慮事項

シリコンベースのタイミング・ソリューションのメリット

ライダー、レーダー、カメラ・システムはすべてどのみち利点があり、そのため、これらの組み合わせは一般的にレベル 3、レベル 4、レベル 5 で使用可能な自動運転車です。ほとんどの設計は、高帯域幅の 56G か 112G SerDes を特長とするハイエンド FPGA プラットフォームや高速プロセッサ・プラットフォームを使用しています。特殊センサー IC と高速 ADC/DAC も一般的に使用されており、同時に 1GbE や 10GbE を使用して、データを自動運転の中央コンピューティング・プラットフォームに送信します。これらの主要な設計コンポーネントはそれぞれ、整数および非整数関連の基準クロックが必要です。 100 MHz ~ 1 GHz、さまざまな差動出力フォーマットで、RMS 位相ジッターが 300fs 未満です。水晶発振器ソリューションを使用してこれらの要件を満たすことで、信頼性、コスト、ソーシングの課題に対応できます。または、クロック・ジェネレータは、最大 1GHz までの整数および非整数関連の基準クロック周波数の組み合わせを合成する機能を提供し、プログラマブル出力フォーマット・ドライバを備え、100 fs と同じように低い RMS 位相ジッター性能をサポートし、小さな増分ステップで 1 つ以上の出力クロック周波数を変更するために使用できるシステム内プログラミングが提供されます。

設計のタイミング・ソリューションを検討する際は、以下の点を考慮することをお勧めします。

クロック・ツリーを要約する:すべての基準クロック、ジッター性能要件、自分の設計内での関連するタイミング機能を概説することから始めます。これは一般にクロック・ツリーと呼ばれます。個々の設計には、それぞれ固有のクロック・ツリーがありますが、通常、異なるレベルのジッター性能要件を持つシングルエンド・クロックと差動クロックの組み合わせが必要です。タイミング・ソリューションの特定を始める際は、この概要を準備すると役立ちます。

周波数の柔軟性:ライダー設計は、一般的には高帯域幅 FPGA、ASIC、高速 ADC を使用し、そのすべてが低ジッター、高周波(100MHz~1GHz)差動出力クロックを必要とします。Silicon Labs 特許取得済みの MultiSynth 出力分周器技術は、業界最高のジッター性能を維持しながら、整数出力周波数と分数出力周波数両方で 0ppm 合成を最大 12 の出力を提供します。各出力は、特定の周波数とフォーマット・レベルに対して個別に設定でき、高周波クロックを単一クロック・ジェネレータに統合する機能を提供します。当社のクロック・ジェネレータは、システム内 I2C 周波数プログラミングや DCO モードも提供し、基準クロックを微調整する機能を提供します。

信頼性:水晶振動子と振動子のコンポーネントは、衝撃や振動の不具合を起こしやすい機械的デバイスです。AEC-Q200 定格デバイスも FIT 率が高く、多くの場合、システム設計で最高の障害点評価を持つコンポーネントです。システム設計に水晶振動子と発振器のコンポーネントをより多く追加すると、部品表とシステム総コストが増加するだけでなく、水晶素子は衝撃や振動の不具合を起こしやすいため、信頼性に対する懸念も高まります。より良いアプローチは、水晶振動子と発振器コンポーネントの機能をクロック・ジェネレータ・ソリューションに統合することです。このアプローチを取ることで、設計のタイミング部分に関連する FIT 率が大幅に減少し、同時に、EMI/EMC 軽減のためのスペクトルの拡散、周波数選択、障害の監視など、クロック・ツリー設計に有益なその他多くの機能も提供します。

機能セットと統合:Silicon Labs のクロック・ジェネレータには、差動 PCIe クロックの EMI 低減のための周波数拡散、オーディオ・クロックの周波数選択機能、ハードウェア出力イネーブル制御上の周波数選択機能、マルチプロファイル、障害検出機能付き冗長クロック入力機能などの、設計を簡素化する多くの機能が搭載されています。低ジッター性能を達成することは、常に最優先事項であり、したがって、当社のクロック・ジェネレータには、すべての電源ピンにオンチップ型 LDO が含まれており、これによって業界最高の PSNR 性能を実現します。外部電源と基板レベルのノイズをオンチップで抑制することで、電力フィルタリングに必要な外部コンポーネントの数を大幅に削減され、基板のスペースとコストが削減され、出力クロック・ジッター性能がデータシート仕様の制限を満たすことを確実にします。

カスタマイズ:当社の ClockBuilder Pro ソフトウェア・ツールは、簡単なステップ・バイ・ステップのプロセスを通して、お客様のクロック・ツリー要件に固有の設定ファイルを生成するためのガイドを提供します。構成ファイルが完了したとき、ClockBuilder Pro は、特にお客様の設計に合わせてカスタマイズされた部品番号を割り当て、関連するデータシートの追補を提供し、将来使用できるように保存することができます。

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