工程設(shè)計總是在于利弊的權(quán)衡，但自動駕駛汽車提出的嚴(yán)苛要求，正在將其推向極限。
－ 自動駕駛車輛將生成海量的數(shù)據(jù)，源自各種形式的視覺傳感器，以及探測溫度、壓力和其它關(guān)鍵參數(shù)的環(huán)境傳感器。
－ 通信是不變的需求，車輛內(nèi)部使用汽車以太網(wǎng)，外部通信未來將會采用5G技術(shù)與世界連接。
－ 它們在持續(xù)振動和沖擊的嚴(yán)苛環(huán)境中運行。面對外部天氣和內(nèi)部引擎高溫的雙重影響，溫度環(huán)境可能很極端。并且，由于車輛外部快速的天氣變化，以及車輛內(nèi)部引擎釋放的熱量，溫度的變化會很快。此外，由于下雨或在潮濕的路面上行駛，水分可能隨時存在。
－ 汽車在發(fā)生危險時會危及乘員生命，因此汽車的各個部件應(yīng)該始終能夠正常運行，如果出現(xiàn)問題，它必須能夠在進入安全狀態(tài)時表現(xiàn)良好。
－ 汽車是一種消費品，制造商在要求汽車電子器件具有高性能的同時，也非常注重成本。芯片占位面積必須盡可能小，以節(jié)省空間，而且芯片必須以高良率制造，以保持合理的成本。
在所有這些要求中有一個共同的因素貫穿始終，而這也是我們通常認(rèn)為理所當(dāng)然的，那就是：時間。為了使一切都能同步運行，即使某些部件出現(xiàn)問題，這些時鐘信號也必須正常運行。時鐘現(xiàn)在比以往任何時候都更加關(guān)鍵，因此對時鐘源提出了極高的要求。
石英已經(jīng)成為時鐘器件的過去時態(tài)，現(xiàn)在和將來，MEMS時鐘器件提供的獨一無二的穩(wěn)定性和可靠性，足以滿足自動駕駛需求。
應(yīng)對嚴(yán)苛環(huán)境
我們的智能手機可能已經(jīng)很復(fù)雜了，但與自動駕駛汽車相比，不值一提。智能手機通常會被我們放在口袋或小包里隨身攜帶，如果不小心摔地上遭受嚴(yán)重的震動，手機有可能就無法工作了。
汽車可就沒那么幸福了。外部行駛糟糕的道路，各種減速帶，以及與其他車輛或障礙物的意外碰撞，有可能會損傷車輛內(nèi)部設(shè)備，而這些內(nèi)部構(gòu)件都需要繼續(xù)運行。如上所述，車輛內(nèi)部的溫度和溫度變化可能也很極端。此外，電磁干擾（EMI）如果處理不當(dāng)，也可能會影響通信的可靠性。
如果在這些惡劣條件下出現(xiàn)任何故障，那么車輛必須進入一種安全狀態(tài)。但是，如果協(xié)調(diào)這一切的時鐘器件因環(huán)境壓力而失效，安全狀態(tài)就無從談起了。這是MEMS時鐘器件的一個重要優(yōu)勢：MEMS時鐘器件比石英器件更加穩(wěn)?。▓D1）。例如，某些MEMS器件可提供0．1 ppb／g的穩(wěn)定性（與石英的0．5 ppb／g相比）。它們可以應(yīng)對50 kg的沖擊和70 g的振動。它們的運行溫度在－55 ～ 125°C（比石英器件的范圍更廣）。而且，憑借可編程邊緣速率（±0．25 ～ 40 ns）和高達(dá)4％（±0．25％）的擴頻能力（石英不具備的功能），MEMS時鐘器件可將EMI降低11％。
圖1：MEMS與石英時鐘器件在熱氣流和振動下的衛(wèi)星跟蹤對比，石英多次丟失信號，而MEMS表現(xiàn)非常穩(wěn)定
隨著時間的推移，時鐘仍必須保持可靠。MEMS時鐘器件已經(jīng)證明了其超高的可靠性。事實上，使用相同的示例，它們從未出現(xiàn)過一次失效故障。系統(tǒng)壽命期間測量統(tǒng)計的每百萬缺陷數(shù)（DPPM）已降至1．6以下，平均故障間隔時間（MTBF）超過10億小時（即114000年）。而石英器件的每百萬缺陷數(shù)約為200 ～ 500，平均故障間隔時間不到5000萬小時。此外，MEMS沒有頻率擾動（activity dips）或微跳變問題，也沒有冷啟動的問題，而這些一直是石英器件需要面對的挑戰(zhàn)。與僅滿足AIC－Q200要求的石英相比，MEMS時鐘器件還能夠滿足AEC－Q100測試要求。
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