现代轿车中的电子设备不断增多，因此越来越需求选用杰出的规划，以满意首要的电磁兼容性规范的要求。一起，越来越高的集成度也让轿车规划师们急需体系芯片专用集成电路和专用规范产品解决方案，它们能够替换多个分立元件。本文探讨了轿车规划师所面对的一些电磁兼容性和集成电路(IC)问题。
现代轿车中的电子设备在以继续微弱的气势不断开展着 — 工程师们为轿车的舒适、安全、文娱、动力传动、发动机办理、安稳和操控运用研制出越来越杂乱的解决方案。并且，先进的电子设备也得到越来越遍及的运用。因此，现在乃至是最为一般的轿车也设备有在几年前还只专归于高端轿车的电子设备。
在曩昔，舒适和方便性等非要害运用促进了轿车电子运用的开展。就像电动窗或中控锁相同，这些电子运用仅仅替换了现有的机械体系。最近，轿车电子设备的规模扩展至支撑一些要害的运用，例如发动机优化、自动与被迫安全体系和包含全球定位体系在内的一些先进的信息文娱体系。
咱们现在正在进入轿车电子开展的第三个阶段。在这一阶段，电子设备不仅仅起到支撑要害功用的作用，并且是操控这些要害功用 — 不论是供给重要的驾驭员信息和操控发动机，仍是防碰击勘探与防备、进行线操控动与驾驭和智能化气候操控等。正像您幻想的那样，这些运用需求本钱低、设备简洁， 并且智能化和安稳性越来越高的电子解决方案。
速度和本钱要素促进了“通用型”嵌入式硬件电子渠道的诞生。这些渠道可供给根本的或常见的硬件功用，并且可经过专门的运用软件定制供给同一轿车系列中不同类型所需求的功用，乃至也可为不同的轿车制造商定制功用。体系芯片(SoC)半导体解决方案将多种功用集成在一个集成电路中，这样可削减组件数量和下降空间要求，一起保证长时间可靠性，这关于开发成功的通用型嵌入式电子渠道极为重要。
电磁兼容性
跟着轿车电子设备的不断增多和杂乱电子模块在轿车各个部位的运用越来越广泛，电磁兼容性问题也越来越成为工程师们所面对的规划应战。其间三个首要问题是：
(a) 怎么将电磁灵敏度降到最低，以使电子设备不受手机、全球定位体系或信息文娱设备等其它电子体系的电磁发射的影响。
(b) 怎么维护电子设备不受恶劣轿车环境的影响，包含供电体系的瞬变和开关灯和起动电机等大负载或电感负载时的搅扰。
(c) 怎么尽量削减可对其它轿车电子电路形成影响的电磁发射。
并且，跟着体系电压的添加、车辆电子设备的增多和更多高频电子设备形成的频率上升，这些问题也变得越来越富应战性。此外，许多电子模块现在也会与线性度差和零点偏移大的低功率廉价传感器进行接口。这些传感器依靠小信号，电磁搅扰对它们的正常作业将是灾难性的。
兼容性测验、预兼容性测验和规范
这些问题意味着轿车电磁兼容性测验已成为轿车规划的根本要素。兼容性测验已在轿车制造商、他们的供货商和各立法机构间规范化。越晚发现电磁兼容性问题，就越难辨认其根本原因，解决方案也或许将更为有限和贵重。因此，在流程的一切阶段均考虑电磁兼容性问题是一个根本做法—从集成电路规划和印刷电路板布局到模块设备和终究的轿车布局规划。为了简化这一流程，在模块和集成电路阶段考虑电磁兼容性问题的预兼容性测验现已规范化。
规划契合电磁兼容性要求的集成电路和模块
关于集成电路来说，有三种首要的电磁兼容性规范： 电磁发射规范 – IEC 61967：丈量150千赫至1千兆赫规模内的辐射和传导性电磁发射电磁灵敏度规范 – IEC 62132：丈量150千赫至1千兆赫规模内的电磁抗扰性 瞬态规范 – ISO 7637：路途车辆的传导和耦合形成的电气搅扰。
那么，体系规划师怎么保证他们的体系芯片和终究的模块满意以上规范?传统的SPICE模型等此刻已毫无用处，由于电磁场与SPICE模仿环境不兼容。由于芯片和整个组件的尺度远小于电磁信号的波长(1千兆赫时波长为30厘米，远远大于集成电路尺度)，在集成电路水平，电磁场仅运用电场树立模型是满意精确的。值得注意的是，辐射发射和灵敏度关于集成电路来说并不是首要问题;而首要问题的是传导发射和对印刷电路板和线束上有用天线的灵敏性。
选用几种技能来保证满意电磁兼容性的要求，咱们将逐个看看电磁发射和电磁灵敏度这两个问题。
电磁发射
电磁发射由作为天线的外部环路中的高频电流而发生。这些高频电流的来历包含对如数字信号处理和时钟驱动器这样的中心数字逻辑的翻转(同步逻辑会发生含有很多高频成分的又大又尖的电流峰值)、模仿电路的动作、开关数字输入/输出脚和为印刷电路板及线束供给高电流峰值的高功率输出驱动器。为了尽量削减这些要素的影响，规划师应该在尽或许的情况下运用低功率电路，这或许包含下降或运用自适应电源电压或将时钟信号散布在整个频域内的架构。经过封闭数字体系中不必的部分也可削减一个时钟周期内开关元件的数量。除此以外，对时钟和驱动器信号上升/下降沿斜率加以操控以放缓开关边际并供给软开关特性也有助于削减电磁发射。最终，规划师也应细心研讨外部的和芯片的布局办法。例如，运用“双绞”线的差分输出信号发生的电磁发射更少，对电磁发射也更不灵敏。保证电源和地互相接近和运用高效电源去耦也是削减电磁发射的简略办法。
电磁灵敏度
整流/抽运、寄生器材、电流和功率耗费是低电磁灵敏度的三个最严峻的搅扰效应。高频电磁功率部分由集成电路吸收，因此可形成一些搅扰，包含向高阻抗节点输出高频高电压和向低阻抗节点输出高频大电流。
尽量削减电磁灵敏度影响的一个重要办法是让电路对称，然后防止整流的或许性。办法是运用差分电路拓朴结构和布局。即便在运用(如运用传感器)中需求小信号，可处理较大共模信号的拓朴结构也可在大规模电磁信号的情况下协助体系坚持为线性状况。经过滤波方法约束灵敏设备的频率输入规模是常常运用的另一种办法，特别是选用片上滤波器。选用高共模按捺比(CMRR)和电源按捺比(PSRR)规划也可让电路防止发生整流现象，减小内部节点阻抗和将一切灵敏节点放在芯片上也会发生此作用。最终，为了防止或操控寄生器材和电流，运用维护设备约束逾越电磁灵敏度按捺水平是非常重要的。这有助于防止整流并将信号电平坚持成对称状况，尽量削减基板电流和放掉要害方位的电流也是十分重要的。
