数十年来，定时设备一直是电信、无线基础设施和高速通信应用中的关键组件。时钟发生器、缓冲器和振荡器是无数网络和通信系统的无名英雄。事实上，如果没有计时组件，互联网将会停滞不前。现代汽车已经成为车轮上的高速网络，如果没有计时芯片，它们也会停止运行。
随着半导体在汽车行业的两大趋势的发展，汽车市场对半导体的需求越来越大。第一个是电气化，是由混合动力和电动汽车(ev)的采用推动的。随着电动汽车行业继续降低电池成本，提高充电能力，并扩大电动汽车的行驶里程，电动汽车的使用率预计将在未来10年激增。
汽车也变得越来越智能，充满了传感器和智能系统，从而实现了第二种趋势:自动驾驶。在过去的几年里，避撞检测和制动、自动停车、变道传感器以及其他驾驶辅助技术已经成为高端汽车的常见功能。随着这些功能逐渐迁移到中程汽车，下一个前沿将是新的先进的驾驶员辅助系统(ADAS)、自动驾驶和智能远程信息技术，这些技术将进一步提高驾驶员的意识和安全性，以及整体的驾驶体验。
半导体技术的进步为汽车电气化和自动驾驶的创新提供了动力。根据市场研究公司IHS Markit的数据，每辆汽车的半导体含量将从2013年的312美元增加一倍，到2025年将达到652美元，每年大约增长8%。混合动力/电动汽车电子和ADAS是增长最快的汽车细分市场，分别为29%和13%的复合年增长率。
结垢石英的缺点
虽然近年来汽车市场的创新步伐加快，但在ADAS、自动驾驶汽车和信息娱乐应用中用于提供参考时钟的计时技术却落后了。历史上，汽车系统开发人员一直依赖石英晶体和晶体振荡器在这些应用中提供参考定时。随着这些系统的参考时序复杂性的增加，最简单的解决方案就是在每个新设计中添加更多基于石英的组件。
这种方法有多种缺点和局限性。除了在设计中增加更多组件的成本和复杂性外，石英对冲击和振动的影响本身就很敏感，这会影响系统的长期可靠性。
汽车应用通常需要较长的温度操作，通常为−40至+105°C。长时间在高温下运行会对石英组件的长期老化和产品生命周期产生负面影响。总的来说，石英的这些限制使得汽车硬件开发人员很难设计出可伸缩的解决方案，这些解决方案可以随着整体系统复杂性的增长而增长。
在过去，要替换多个离散频率参考点是非常困难的。传统的时钟集成电路(IC)解决方案在产生非整数相关频率时，由于频率合成的限制或降低了时钟抖动性能，无法从单个器件产生多个唯一频率。此外，用一个时钟IC代替多个离散的石英参考点会增加印刷电路板(PCB)信号路由的复杂性，并需要在很长的轨迹上分布时钟信号。
汽车计时技术的新进展
新的参考时钟解决方案现在可用来解决这些系统级的挑战。这些解决方案具有更大的频率灵活性，显著降低抖动，使单个集成电路可以产生多个非整数相关频率。它们还支持集成的信号完整性调优功能，以简化PCB时钟路由和分配。
类似的定时解决方案已在网络、通信、无线基础设施和工业应用中使用多年。为了利用计时技术的这些进步，汽车硬件设计师在为新设计选择高度集成的参考时钟解决方案时，应该考虑抖动性能、频率灵活性和信号完整性。
汽车应用领域的技术创新步伐继续加快，而且没有放缓的迹象，电动汽车和ADAS将推动汽车市场的下一波电气化浪潮。多年来，基于硅的时序解决方案已经提高了网络和通信市场的性能和系统级可靠性。现在，汽车市场正准备从类似的定时技术中受益，简化行业采用统一的时钟解决方案，提高系统可靠性，降低成本和汽车应用的复杂性。
詹姆斯·威尔逊是公司的总经理硅实验室的定时产品，管理公司的整体定时业务，并指导产品策略、路线图开发、新产品计划、产品管理、软件开发和市场计划。作为他工作的一部分，Wilson是构建Silicon Labs在线策略的关键贡献者，该策略使用简单的基于web的工具提供大规模定制的时钟和振荡器。在2002年加入Silicon Labs之前，Wilson曾在飞思卡尔半导体(现NXP)和其他初创公司担任多种营销、产品管理和工程职务。他持有德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的机械工程学士学位和工商管理硕士学位。
