主页(http://www.cnwulian.net):从车联网到工业4.0 智慧应用关键──5G 通讯的低延迟与可靠度(2)
▲ (Source:Shutterstock)
为了达到可应用在车用的环境,除了上述对于质量制造的控管外,由于汽车的使用年限远较消费性产品长,其对于零组件供应时期甚至高达三十年。在严格的规范和供应年限要求下,零组件供货商通常都得靠自有制造厂,才能得到汽车业者客户的认同。为了防止运作错误而使用 ECC 作为容错设计,在 5G URLLC 中,大规模天线数组(Massive MIMO)便在其中扮演关键角色。透过空间分歧(Space Diversity)接收多个传输数据流,可以防止几个通讯失效。而运作在车内的基频芯片同时搭配的 DRAM 也将具备 ECC 功能,目前 DDR4E 与 LPDDR4 都已经可以看到内建 ECC 功能的产品。而储存数据的非挥发内存(Non-Volatile Memory,NVM)也需要具备此功能。
车规制造与设计技术
另一个确保可靠性的标准就是 TS 16949。质量管理是所有汽车厂商的命脉,对于传统信息通讯厂商而言,效能与成本是最重要的考虑点,但在车用环境,质量管理重要性远胜效能与成本。因为一台车可能高达一万多个零组件,在又要确保整车无故障率情况下,对于每个零组件生产时的良率要求非常严格。对 5G 的 URLLC 而言,使用的远程通讯系统(Telematics)通讯组件的质量要求,远大于现行常见装载于车内影音上网系统(Infotainment),其生产质量目标与其他车用安全零组件一样要求零缺失(Zero Defect/Failure)。各车厂对于半导体芯片的制造都有详细流程,来区别其他消费性芯片的流程。
you might also like
(责任编辑:ioter)
工规电子零组件的三大认证标准
既然是目标为车用的通讯,当然车用电子也需要满足车用规范。目前在车用电子必须通过三大规范,分别是代表质量管理系统认证的 TS 16949,安全性认证的 ISO 26262 以及可靠度验证的 AEC Q100/101/200。整个车用电子零件分为三大类别,包含 IC、离散半导体、被动组件三大类别,为了确保这些汽车电子零组件符合汽车安全的最高标准,美国汽车电子协会(Automotive Electronics Council,AEC)系以微控制器与集成电路等主动零件为标的,设计出一套标准 AEC-Q100;而针对被动组件设计的标准为 AEC-Q200,其规范了被动零件所必须达成的产品质量与可靠度。
为了达到整体高可靠性,除了在生产制造初期达到的完全无缺失外,交车给终端消费者后,也要注意正常使用下遇到妨碍可靠性的因素。像是噪声与辐射带电粒子会造成半导体判断错误,导致不可预期状况。以内存为例,在资通讯产品中已属于最高可靠标准的服务器,根据 Google 对自家服务器的统计,每年却高达三分之一会发生可复原的内存错误,而无法复原的错误发生率则为百分之一。虽然目前传统通讯与服务器当中使用了错误更正码(Error Correcting Code,ECC)来解决此错误发生原因,但在车用环境需要更高标准,以降低所有出错的机会。而在 5G URLLC 的规格发想中,虽然低延迟和高可靠性的要求都会降低系统容量(Capacity),但透过更宽的频谱使用,可弥补此减少的差距。