怎样才能将集成电路设计在汽车应用中

在我的频繁商务旅行中，我“试驾”了很多租赁汽车。说实话，直到最近我也是那种车轮子掉了才肯换车的人。而我不得不把它交给底特律的小伙子们，最后他们想出了一种让我也能动心买辆新车的办法，那就是大量的汽车电气化。

当前汽车具有众多超酷电子特性，例如智能手机同步支持、车载信息娱乐系统、盲点检测、自适应前大灯、座椅位置记忆以及车内噪声主动抑制等。所有这些特性不禁让我思考应当怎样才能将集成电路 （IC） 设计在汽车应用中。

答案是必须符合 AEC-Q100 认证。AEC 代表汽车电子设备委员会，是 JEDIC 的一个附属机构，主要负责设定汽车级设备要求。这里有很多具体规范需要满足，尽管无法进行详细解读，但我们可以大致了解一下 Q100 认证的含义。

AEC-Q100 首先定义了用来规范给定器件环境工作温度范围的五个不同温度等级。例如，1 级是车载应用非常普遍的标准，规定器件可以在 -40°C 至 +125°C （零下 -40°F 至 +257°F）的环境温度下工作。此外，器件电气规范通常可在该工作范围内确保。但对于一些非汽车器件来说则不是这样，因为它们的规范只需在室内温度下即可确保。查看一下 DRV8801-Q1 有刷 DC 电机驱动器产品说明书，就会发现电气特性表的顶部有一条注释说明了该规范可在整个 1 级工作范围内确保。

另一个重要 AEC-Q100 合规性要求与器件的生产验证有关。任何 IC 在进入生产阶段之前，都必须通过一系列电气、使用寿命以及可靠性应力测试。对于汽车级 IC 而言，产品测试比工业或商业 IC 要严格得多。这里又会涉及温度级，因为不同温度级具有不同质量要求，其中 0 级（-40°C 至 +150°C）最为严格并适用于传动系统或引擎盖下的应用。这些严格的认证测试可确保在恶劣汽车环境中设备工作的高可靠性与长时间的使用寿命。Q100 应用已不仅仅局限于汽车市场，因为由于测试更加严格，越来越多的工业客户放弃标准工业级产品，转而选用 Q100 认证部件。

此外，器件制造与设计变更通知的处理方法也存在不同。对于汽车级器件而言，重新认证与变更通知要求比工业或商业器件要严格得多。例如，在工业器件上执行很多微小的工艺变化都不需要通知客户或对器件进行重新认证，但对于汽车器件来说需要这样做。

有时 AEC-Q100 规范会有一些可以接受的例外情况，这取决于客户或应用。这些例外情况以及在器件上执行的全部验证测试列表可在生产部件批准流程 （PPAP） 文档中找到。例如，较为常见的一种例外情况是 ESD 性能。AEC-Q100 要求器件能够承受 2000V 人体放电模式 （HBM），在边角引脚上能承受 750V 的带电器件模式 （CDM），而在所有其它引脚上则能承受 500V 的电压。在器件产品说明书中可以找到 ESD 规范。例如，1A 有刷 DC 电机驱动器 DRV8832-Q1 的产品说明书在第一页列出了 ESD 规范。ESD 规范根据 AEC-Q100 分类码列出，如下表所示。

注意：AEC-Q100 最低规范要求为 H1A （HBM） 和 C4B （CDM）。

总之，制造汽车级 IC 要涉及很多内容。下次您坐进完全布满电子设备的新车时，可以花一分钟时间思考一下将这些电子设备带入我们生活中的所有工程技术。

如欲了解有关电机驱动器的更多详情，敬请观看我的设计精粹视频：“如何在前置驱动器与集成型电机驱动器之间进行选择”或“了解 BLDC 的基本工作情况”。您随时可在评论栏中向我提问，或者访问 TI 电机驱动器论坛或汽车产品论坛向相关专家提问或分享您的经验。

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责任编辑：haq