汽車電子MCU設計方法

針對汽車電子領域來說，將對整車級、零部件級的電磁兼容要求強制性標準，結合到集成電路中的設計，才能使電路更易於設計出符合標準的最終產品。做爲電子控制系統裏面最爲關鍵的單元——MCU，其EMC性能的好壞直接影響各個模塊與系統的控制功能。下面介紹在關於汽車電子MCU中使用的可行性設計方法

1.時鐘電路設計
　　
因爲時鐘電路所產生的時鐘信號通常都是週期信號，其頻譜是比較離散的，離散譜的能量集中在有限的頻率上。又因爲系統中各個部分的時鐘信號一般由同一時鐘分頻、倍頻獲得，它們的譜線之間也是倍頻關係，重疊起來進而增大輻射的幅值，說時鐘電路是一個很是大的污染源。

針對汽車電子MCU數字前端設計，在抗EMI方面採用門控時鐘的方法改進。任什麼時候鍾在不須要時都應關閉，減低工做時鐘引發的電磁發射問題。根據A8128(汽車電子MCU的型號)芯片系統功能設計要求，採用Run、Idle、Stop和Debug四種工做模式，在每一種工做模式下針對系統時鐘、外設模塊時鐘進行適當門控。此外還有幾種常見在時鐘方面的抗EMI的設計方法，包括:

①下降工做頻率
　　
MCU的工做時鐘應該設定爲知足性能要求所需的最低頻率。從測試結果能夠看出，一個微處理器的運行頻率由80MHz變爲10MHz，可使頻譜寬頻範圍內的干擾峯值產生幾十dBμV的衰減，並且可以有效的下降功耗。

②異步設計
　　
異步電路工做沒有鎖定一個固有頻率，電磁輻射大範圍均勻分佈而不會集中在特定的窄帶頻譜中。這一關鍵的本質特徵決定了即便異步電路使用大量的有源門電路，它所產生的電磁發射也要比同步電路小。

③擴展頻譜
　　
擴展頻譜時鐘是一項可以減少輻射測量值的技術，這種技術對時鐘頻率進行1%~2%的調製，擴散諧波份量，在CISPR16或FCC發射測試中峯值較低，但這並不是真正減少瞬時發射功率。所以對一些快速反應設備仍可能產生一樣的干擾。擴展頻譜時鐘不能應用於要求嚴格的時間通訊網絡中，好比FDD、以太網、光纖等。

2.IO端口設計
　　
在汽車電子MCU的輸入輸出端口設計中也加入了抗EMI方案，包括翻轉速率(slewratecontrol)和驅動強度(drivestrength)控制方法。經過在全部通用P口引入可配置的翻轉速率和驅動強度寄存器，在須要的時候打開相應功能。翻轉速率有打開和關閉兩種選擇，打開後可以有效地平緩上升沿或者降低沿，下降瞬態電流，進而控制芯片產生的電磁干擾強度。驅動強度有強驅動電流和弱驅動電流兩種選擇，在可以知足工做驅動強度的狀況下，選擇弱電流驅動會更好的控制電磁干擾現象。

基於GSMC180nm工藝庫，選擇具備施密特觸發特性的IO，能夠有效地平緩輸入信號中帶進來的尖峯或者噪聲信號等，對芯片的電磁抗擾度有所幫助。