據麥姆斯咨詢報道，近期，SiTime推出了汽車業界首款完全集成的MEMS片上時鐘系統（clock system-on-a-chip，ClkSoC）：Chorus汽車MEMS時鐘發生器，其內置故障監測機制，適用于汽車設計的整個時鐘生成信號路徑。
SiTime開發的Chorus汽車時鐘發生器將MEMS諧振器、振蕩器和先進的安全機制集成于一個封裝之中。這種集成被SiTIme稱為FailSafe，它簡化了多個時鐘樹的系統時序架構，并將功能安全開發時間縮短了多達六周。與獨立的石英振蕩器相比，硬件設計人員可以在一半的尺寸內獲得高達10倍的性能提升，同時還提供關鍵的診斷覆蓋范圍，以更輕松地實現汽車功能安全指標。
Chorus汽車MEMS時鐘發生器的診斷和監控功能、配置選項和串行接口
SiTime汽車產品營銷總監Sumeet Kulkarni表示，該MEMS時鐘發生器以數據中心使用的MEMS時鐘產品為基礎，旨在滿足自動駕駛（AD）或高級駕駛輔助系統（ADAS）的計時需求。
使用SiTime堅固耐用的MEMS計時技術和用于數據中心的同步高精度計時網絡，使得汽車時鐘能夠在-40℃至125℃的溫度下運行，從而消除安全關鍵模塊設計和定位中的任何熱瓶頸。
傳統上，如果關鍵組件的時鐘發生故障，可能會發生災難性故障——處理單元可能停止運行，或者高速鏈路可能丟失數據包。系統中的安全微控制器會監控此類大規模故障并禁用故障功能以達到安全狀態。
工程師的目標是縮短容錯時間間隔（FTTI，即故障發生和系統通知之間的時間）。SiTime的Chorus汽車時鐘發生器可以通過更早地報告時鐘故障來縮短關鍵的毫秒數。
FTTI要求是汽車安全完整性等級（ASIL）的常見要求。ASIL是ISO 26262標準的一部分，是對汽車系統故障造成的危害進行分類的框架。汽車ADAS傳感器和中央計算ECU有望滿足高ASIL等級的要求，以便在發生故障的情況下管理最關鍵的危害。每個模塊都需要對故障場景進行詳細分析，為每個組件分配故障概率和診斷覆蓋率指標。
上圖示例展示了Chorus汽車時鐘發生器如何簡化汽車ADAS ECU時鐘樹并減少電路板空間。單個Chorus汽車時鐘發生器可處理ADAS計算SOC和多個高速接口的精確定時。
過去，計時網絡由獨立的石英振蕩器組成。這些振蕩器無法同步，也沒有診斷功能。有時會使用多輸出時鐘發生器，通常與外部石英諧振器配對，但存在阻抗匹配和噪聲問題。Chorus汽車時鐘發生器可取代多達四個差分或八個單端獨立振蕩器，將電路板上的計時占用空間縮小多達50%，并消除任何噪聲或阻抗不匹配問題。
每個Chorus汽車時鐘發生器的輸出均可單獨編程和控制。可以根據特定系統需求調整行為，控制電磁干擾（EMI）或調整相移和延遲以管理長電路板走線。現在，可以將多個時鐘集成到單個緊湊型器件中，例如，整合ADAS ECU或區域網關的復雜時鐘樹。這允許單個MEMS片上時鐘系統處理ADAS計算SOC和多個高速接口的精確計時，從而降低功耗，減少總體成本和電路板空間。
Chorus汽車時鐘發生器的可編程頻率范圍為1 MHz至700 MHz，RMS相位抖動典型值為70 fs（12 kHz 至 20 MHz）。頻率穩定性為±20 ppm（-40℃至105℃）或±50 ppm（-40℃至125℃），最多有四個差分（LVPECL、FlexSwing、LVDS、HCSL、LPHCSL）或八個LVCMOS輸出。FlexSwing輸出可降低功耗并消除終端電阻。
在發生任何下游故障之前，Chorus汽車時鐘發生器能夠在微秒內（而不是毫秒內）向安全微控制器發出時鐘相關故障警報，這意味著車輛電子設備可以比以前快1000倍恢復到安全狀態。這種顯著降低的故障率、擴展的診斷和更快的報告相結合，使工程師在總體安全預算中擁有更大的空間。
值得注意的是，安全微控制器本身應由單獨的振蕩器計時，以避免任何潛在的相關故障。SiTime擁有所需的專業知識，可就時鐘樹的智能分區提供建議，以實現集成和安全的雙重目標。
Chorus汽車MEMS時鐘發生器通過提供最多四個可配置差分或最多八個單端低偏移輸出，為汽車計算和傳感器系統協調復雜的時序。其FailSafe技術通過提供可編程的端到端安全監視器，簡化了功能安全設計。該MEMS時鐘發生器符合PCI Express（PCIe）第1-6代標準，具有擴頻選項、實現極佳電源噪聲抑制的片上穩壓器以及相位可配置和可編程的偏移輸出。
Chorus汽車MEMS時鐘發生器能夠通過可配置的通用I/O（GPIO）引腳向外部安全管理器MCU發出任何時鐘故障警報。串行接口（I2C或SPI）可用于讀取內部寄存器，包括內部監控功能的狀態。該MEMS時鐘發生器還使用系統內配置（ISC）模式通過串行接口修改器件配置和每個輸出行為，從而實現了高度的靈活性。
SiTime的Chorus汽車MEMS時鐘發生器目前采用4 mm x 4 mm QFN封裝，可以給客戶進行送樣。
