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传感器进入汽车系统要过什么关?

2018-02-03 08:09 来源: 王树一

传感器进入汽车系统要过什么关?

汽车应用对电子元件使用特别严格,尤其对器件寿命和可靠性要求特别苛刻。有些车规器件和非车规的唯一区别可能仅仅是更宽的工作温度范围。而在其他情况下,车规器件相当于消费类器件不仅仅更加可靠,并且具有不同的特征,例如一组附加的信号接口。

那么汽车制造商为什么要为车规设备付出高昂的价格呢?对于一个半导体制造商归为车规的产品,和普通产品是不是意味着仅仅是价格差别?当汽车设计中选择使用的组件时,系统设计人员应该需要考虑哪些特性和属性?

车规部件的共同特点

了解汽车资质复杂领域的第一件事是,硅只是汽车零部件可能不同的一种方式。一些消费级传感器可以用于车辆,具体取决于位置和应用,以及OEM愿意放弃某些标准要求。例如,可以使用磁性旋转或线性位置传感器来检测安装在前座椅头枕背面的显示屏是否处于观察位置。由于汽车OEM不是安全关键的,操作条件是良性的,所以汽车OEM可能考虑到这个应用的消费者部分。使用非汽车认证的零件通常会从系统的物料清单(BOM)成本中节省至少几美分。

然而,这种用例是不寻常的;通常,汽车应用具有超高的可靠性要求,并且可能暴露在极端的工作条件下。传感器IC制造商对其零部件进行评估的典型参数如何反映?传感器IC最常见的特征是“汽车合格”,分别是:温度范围:-40°C至125°C或150°C(大多数应用中),但机舱内部为-40°C至85°C符合汽车电子委员会制定的AEC-Q100标准符合PPAP(生产部件审批流程)指定由ESD(静电放电)引起的较高电压的容差符合EMC(电磁兼容性)要求; EMC要求是指部件产生的排放物和部件容忍外部干扰的能力。根据ISO 26262功能安全标准规定,承担ASIL(汽车安全完整性等级)等级由FMEDA支持(故障模式效果和诊断分析)支持汽车专用通信协议和信令接口

该列表既不全面也不是强制性的:没有单一的行业标准或测试来确定传感器IC是否可以被描述为“汽车合格”。例如,气候控制系统的客舱温度传感器可能没有功能安全隐患,其中情况下它不会有ASIL评级,可能没有FMEDA。

相反,最好将汽车零部件的属性分为三大类:特殊功能和功能集特殊测试制度特殊验证和资格要求

汽车专用功能

一些汽车零件要求在消费者或工业产品中根本不需要的功能。例如,在安全关键系统(例如加速器或制动踏板)中使用的位置传感器将需要某些可靠性特征,以便支持功能安全合规性:诊断标志,校验和,有时甚至是双管芯封装以提供冗余。但是,不适用于安全关键应用的汽车位置传感器可能不包括这些功能,即使它符合下述测试和资格标准。

用于传输传感器输出的一些通信协议很少或从未在汽车系统之外使用。虽然PWM,SPI,I2C,ABI和UVW接口通常用于工业和汽车环境,但ams的汽车传感器也可能提供PSI5,SENT和CAN接口。

更严格的测试

零部件故障的车辆的召回和维修成本很高,这也是为什么汽车行业非常重视确定其使用部件的质量和可靠性。汽车传感器的质量要求需要进行100%的终端测试:在安装之前,汽车合格传感器的每个单一制造单元将在出货前进行测试,以验证芯片是否超过关键性能参数的最小值和最大值在数据表中说明。这种测试要求延长了芯片在工厂中花费的时间,这必然会增加成本。

汽车质量标准

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