🚗 产品聚焦：Chorus 车载时钟发生器

产品聚焦： Chorus 车载时钟发生器采用 FailSafe 技术实现高度安全

SiTime 今日推出 Chorus™ 汽车时钟发生器——业界首款为整个时钟发生信号路径内置故障监测机制的全集成时钟片上系统（ClkSoC）。

FailSafe™ 技术将 MEMS 谐振器、振荡器和先进安全机制集成于单一封装，开创行业新范式。这一集成方案：

✅ 简化系统时序架构

✅ 功能安全开发时间缩短最多 6 周

✅ 性能比独立振荡器提升高达 10 倍

✅ 体积仅为独立振荡器的一半

随着自动驾驶与软件定义汽车（SDV）成为现实，Chorus 完美满足 ADAS / AD 安全关键型系统的计时需求。

⏱️ 新一代汽车设计面临的时间挑战

汽车工程师在迈向 SDV 的过程中，面临独特挑战：

  ▪ 用户期待如智能手机般无缝体验，但同时安全性不能妥协

  ▪ 硬件故障可能导致生命与财产严重后果

终极 SDV 本质上就是一个车载数据中心：

  ▪ 实时处理来自摄像头、激光雷达、雷达的传感器数据

  ▪ 需要 1000 TOPS 的高性能计算（HPC）能力

  ▪ 依赖同步精密授时网络，在冲击、振动、极端天气下可靠运行数十年

SiTime 将自身在 MEMS 授时技术与数据中心高精度同步网络 的领先优势带入汽车领域。

Chorus 拥有业界首创的 -40°C 至 125°C 宽工作温度范围，能彻底消除安全关键模块设计中的热瓶颈。

🛡️ 注重安全的精密同步：汽车级时钟发生器

传统方案中，关键部件的时钟一旦故障，可能导致：

  ▪ 处理单元停止运行

  ▪ 高速链路丢包

系统中的安全微控制器会监测到大故障并禁用故障功能（例如提醒“车道辅助失效”）。

时间在这里至关重要——工程师的目标是缩短 容错时间间隔（FTTI）。

Chorus 可以提前报告时钟故障，从而缩短关键的毫秒级时间。

ISO 26262 与 ASIL 要求

ADAS 传感器和中央计算 ECU 必须满足高 ASIL 等级。每个模块都需要详细的故障分析。

Chorus 采用 FailSafe 技术，解决了传统石英时钟发生器的局限性：

  ▪ 故障率降低 10 倍

  ▪ 提供先进的诊断功能，简化认证过程

🔧 Chorus 如何降低汽车系统时钟树的复杂性

过去，时钟网络由多个独立振荡器组成，无法同步，缺乏诊断。

多输出时钟发生器常搭配外部石英谐振器，存在阻抗匹配和噪声问题。

Chorus 的突破：

  ▪ 最多可取代 4 个差分 或 8 个单端 独立振荡器

  ▪ 电路板时序占用空间缩小 50%

  ▪ 消除噪声和阻抗失配

每个时钟输出均可单独编程控制：

  ▪ 控制 EMI

  ▪ 调整相移和延迟，管理长电路板走线

上图展示了采用 FailSafe 技术的 Chorus 如何简化 ADAS ECU 时钟树：单个 Chorus 处理 ADAS 计算 SoC 和多个高速接口的精密计时，是唯一具备端到端信号监控和报警功能的精密计时器件。 

⚡ 降低故障率，1000 倍速度检测并报告潜在故障

同类时钟发生器即使有监测功能，也主要集中于外部石英谐振器（已知常见故障源），留下危险的故障覆盖盲点。

Chorus 的端到端连续实时故障监测覆盖：

  ▪ MEMS 谐振器 → 输出引脚

  ▪ 电源轨、内部存储器、芯片温度

每个时钟输出的安全可见性可单独定制。

结果：在微秒（而非毫秒）内向安全微控制器发出警报——比以往快 1000 倍，汽车恢复安全状态的速度大幅提升。

故障率大幅降低 + 诊断范围扩大 + 报告速度加快 = 为工程师的“安全预算”留出更多空间，节省数周工程设计，降低外部监控成本。

💡 注意：安全微控制器本身应由单独的振荡器提供时钟，以避免依赖性故障。SiTime 可提供智能时钟分区建议。

Chorus汽车时钟发生器框图

📦 采用 FailSafe 技术的 Chorus Automotive 核心亮点速览

  ▪ 集成 MEMS 谐振器：复原能力最高提升 10 倍

  ▪ 内置可编程故障监控器：功能安全特性

  ▪ 设计极简：消除噪声和阻抗匹配问题

  ▪ 超小尺寸：4 mm × 4 mm QFN，面积仅为传统方案一半

  ▪ 频率灵活：可编程 1 MHz ~ 700 MHz

  ▪ 低相位抖动：70 fs 典型值（12 kHz ~ 20 MHz）

  ▪ 卓越稳定性：±20 ppm（-40℃ ~ 105℃）或 ±50 ppm（-40℃ ~ 125℃）

  ▪ 灵活输出：最多 4 个差分（LVPECL/FlexSwing™/LVDS/HCSL/LPHCSL）或 8 个 LVCMOS

  ▪ 降低功耗：FlexSwing 输出可省去终端电阻

  ▪ 宽电压：1.8V / 2.5V / 3.3V 可编程

  ▪ 减少 EMI：可配置扩频、可编程上升/下降时间

  ▪ 支持 PCIe 第 1~6 代

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