汽车系统ASIC、ASSP和电磁兼容性(EMC)设计

电磁敏感度

整流/抽运、寄生器件、电流和功率消耗是低电磁敏感度的三个最严重的干扰效应。高频电磁功率部分由集成电路吸收，因而可造成一些干扰，包括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。

尽量减少电磁敏感度影响的一个重要方法是让电路对称，从而避免整流的可能性。方法是使用差分电路拓朴结构和布局。即使在应用（如使用传感器）中需要小信号，可处理较大共模信号的拓朴结构也可在大范围电磁信号的情况下帮助系统保持为线性状态。通过滤波方式限制敏感装置的频率输入范围是经常使用的另一种方法，特别是采用片上滤波器。采用高共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR)设计也可让电路避免发生整流现象，减小内部节点阻抗和将所有敏感节点放在芯片上也会产生此效果。最后，为了避免或控制寄生器件和电流，使用保护装置限制超越电磁敏感度抑制水平是非常重要的。这有助于避免整流并将信号电平保持成对称状态，尽量减少基板电流和放掉关键位置的电流也是十分重要的。

最新的半导体技术

许多设计师在利用混合信号半导体技术来提供当今汽车应用所需要的系统芯片解决方案。最新的高压混和信号技术特别适合于需要高电压输出的设计 - 例如驱动电机或起动继电器 - 并与模拟信号条件功能和复杂数字处理相结合。

安迈半导体公司(AMIS)所开发的I2T和I3T系列即是最新高电压混合信号专用集成电路技术的典范。I3T80基于0.35微米CMOS工艺，可处理的最大电压为80伏，从而可以在一个集成电路中集成复杂数字电路、嵌入式微处理器、内存、外设、高电压功能和各种接口。

图1：若干功能集成在用I3T80工艺制造的单颗芯片

图1举例说明了若干功能集成在用I3T80工艺制造的单颗芯片，包括传感器模拟接口（汽车应用最常见的要求之一）、电机和传动装置的高压驱动器和使用嵌入式16/32位ARM(tm)处理器内核的数字处理电路。对于低功率处理需求，也提供8位嵌入式R8051处理器。如图所示，AMIS可提供的其它‘标准 ’IP模块包括计时器、脉宽调制 (PWM) 功能、用于简化设备测试的JTAG、接口和包括CAN总线与LIN总线通信选项的通信收发器。最后应该指出的是，I3T技术含有内置保护功能，可保护专用集成电路不因过电压或电池错误连接而受到损坏。

图2：AMIS-30660与其它竞争产品的电磁抗扰性能对比情况

AMIS使用了这一混合信号技术和本文所描述的许多电磁兼容性合理设计方法来为汽车工业开发各种专用标准产品(ASSP)，包括AMIS-41682标准速度、AMIS-42665和AMIS-30660高速CAN收发器。这些器件在CAN控制器和物理总线间提供了接口，在 12伏和24伏汽车及需要最大速率为1兆波特CAN通信的工业应用中可简化设计，并减少组件数量。例如，AMIS-30660完全符合ISO 11898-2标准，通过CAN控制器的发射和接收脚为CAN总线提供差分发信号能力。集成电路为设计师提供了3.3伏或5伏逻辑电平接口选择，从而确保兼容现有的应用和最新的低电压设计。精心匹配的输出信号将电磁发射减至最低，从而无需共模扼流圈；而接收器输入的大共模电压范围（±35伏）确保了高电磁敏感度(EMS)。图2显示了AMIS-30660与其它竞争产品的电磁抗扰性能对比情况。