Sõidukite elektroonika kiirenedes on autoklassi kiibid muutunud autode elektroonikatehnoloogia oluliseks osaks. Autotööstuses kasutatavad kiibid mängivad olulist rolli sõiduohutuses ja sõidukite juhtimises autotööstuses, seega on nende töökindlusnõuded väga kõrged. Tagamaks, et autotööstuses kasutatavad kiibid peavad vastu erinevatele karmidele keskkondadele, tuleb läbi viia töökindluse keskkonnatestid. Töökindluse keskkonna testimine on kiibi testimine teatud karmis keskkonnas, et tagada selle töövõime ja pikaajaline stabiilsus selles keskkonnas. Thesimuleeritud keskkonna katsekamber (töökindluse keskkonnakatse kamber)on üks olulisi seadmeidtöökindluse keskkonnatestid. Katsekamber võib simuleerida sõiduki juhtimise ajal erinevaid karme keskkondi, nagu kõrge temperatuur, madal temperatuur, kõrge õhuniiskus, madal õhuniiskus, vibratsioon ja muud tingimused, ning testida autokvaliteediga kiipide töökindlust rangete testimismeetodite abil. Usaldusväärsuse keskkonnatestide abil saab sõidukiklassi kiipe põhjalikult testida ja hinnata, et tagada nende töökindlus ja stabiilsus.
Autode elektroonikatooted on üldiselt kallimad. Üks peamisi põhjusi on autotööstuses kasutatavate elektrooniliste komponentide kasutamine. Kuid millised elektroonilised komponendid on autotööstuses kasutatavad seadmed? Vaatame esmalt, millised on erinevused elektroonikakomponentide ja üldise tarbeelektroonika kasutamise vahel autodes.
Keskkonnanõuded
Temperatuur: Autoelektroonikal on komponentide töötemperatuurile suhteliselt laiad nõuded. Erinevate paigalduskohtade järgi kehtivad erinevad nõuded, kuid need on üldiselt kõrgemad kui tsiviiltoodetele esitatavad nõuded (väidetavalt on AEC Q100 kustutanud H versioonis 0 kraadi -70 kraadi). Temperatuurinõuded, sest ühelgi autotootel ei saa olla nii madalaid nõudeid).
Näide:
Mootori ümber: -40 kraadi -150 kraadi ;
Reisijate salong: -40 kraadi -85 kraadi ;
Tsiviiltooted: 0 kraad -70 kraad .
Muud keskkonnanõuded: niiskus, hallitus, tolm, vesi, elektromagnetiline ühilduvus ja kahjulik gaasierosioon jne on sageli kõrgemad kui tarbeelektroonika toodete nõuded.
vibratsioon, šokk
Kui auto töötab liikuvas keskkonnas, kogevad paljud tooted rohkem vibratsiooni ja lööke. See nõue võib olla palju suurem kui kodus paigutatud toodete puhul.
usaldusväärsus
Autode töökindlusnõuete illustreerimiseks lubage mul seda selgitada muul viisil:
1. Disainlik eluiga: tavaautode projekteeritud eluiga on umbes 15 aastat ja 200,{3}} kilomeetrit, mis on palju pikem kui tarbeelektroonikatoodete kasutusiga.
2. Samade töökindlusnõuete korral, mida rohkematest komponentidest ja linkidest süsteem koosneb, seda kõrgemad on komponentide töökindlusnõuded. Praegu on autodes elektroonika tase väga kõrge. Alates jõuülekandest kuni pidurisüsteemini on paigaldatud suur hulk elektroonilisi seadmeid ja iga seade koosneb paljudest elektroonilistest komponentidest. Kui käsitleda neid lihtsalt seeriasuhtena, siis selleks, et kogu sõiduk saavutaks märkimisväärse töökindluse, on nõuded süsteemi igale osale väga kõrged. Seetõttu väljendatakse autoosade nõudeid sageli PPM-ides (miljonites). üks osa) kirjeldada.
Järjepidevuse nõuded
Tänapäeval on autod jõudnud masstootmise etappi. Aastas saab toota sadu tuhandeid autosid, seega on nõuded toote kvaliteedi ühtlusele väga kõrged. See oli algusaastatel pooljuhtmaterjalide jaoks üsna keeruline.
Lõppude lõpuks on pooljuhtide tootmisel difusiooni ja muude protsesside järjepidevust raske kontrollida. Toodetud toodete jõudlust on lihtne diskreetne olla. Esimestel päevadel sai seda saavutada ainult vananemise ja sõelumisega. Nüüd on protsesside pideva täiustamisega järjepidevus oluliselt paranenud. Kvaliteedi järjepidevus on ka suurim erinevus paljude kohalike tarnijate ja rahvusvaheliselt tuntud tarnijate vahel. Keeruliste autotoodete puhul on täiesti vastuvõetamatu, et halva konsistentsiga komponendid põhjustavad kogu sõidukis ohutusriske.
Vaatame mõningaid muid nõudeid:
Tootmisprotsess
Kuigi autoosad arenevad pidevalt miniatuursuse ja kergekaalu suunas, võib tarbekaupadega võrreldes nõudeid autotoodete tootmisprotsesside mahu ja energiatarbimise osas leevendada. Üldjuhul kasutatakse suuremaid pakendeid, et tagada piisav mehaaniline tugevus ja vastavus suuremate autotarnijate tootmisprotsessidele.
Toote elutsükkel
Kuigi autotoodete hindu on viimastel aastatel pidevalt langetatud, on autod endiselt vastupidav ja suure piletihinnaga kaup ning müügijärgsete varuosade pakkumist tuleb säilitada pikka aega. Samas nõuab autodetailide väljatöötamine palju taatlustööd ning ka komponentide väljavahetamisest tulenev taatlustöö on tohutu. Seetõttu peavad ka sõidukit tootvad ettevõtted ja varuosade tarnijad säilitama stabiilse tarne pikka aega.
standard
Sellest vaatenurgast on autotoodete nõuete täitmine tõepoolest keeruline ja ülaltoodud nõuded kehtivad autoosadele (elektroonikakomponentide puhul on see süsteem). Nõuete muutmine elektroonilisteks komponentideks muutub väga keeruliseks. Selle probleemi lahendamiseks on loomulikult välja kujunenud mõned standardid, millest tuntumad on AEC standardid:
AEC Q100 nõuded aktiivsetele seadmekomponentidele
AEC Q200 nõuded passiivsetele (Possive Device) komponentidele
Muidugi arvan, et paljud inimesed ütlevad ka, et originaalseadmete tootjate jaoks on palju ettevõtte standardeid. Kuid ma tahan jagada ka oma arusaama selles küsimuses. Algseadmete valmistajal, mille heaks ma varem töötasin, on asjakohased üldised töökindlusnõuete standardid, kuid see hindab terviklikku autokomponenti (elektroonikakomponentidest koosnevat süsteemi), mitte ei sihib otseselt neid komponente. (takistid, kondensaatorid, transistorid, kiibid jne). Kuigi selle nõudeid saab kasutada võrdlusalusena madalama taseme komponentide valikul, on see elektroonikakomponentide testimiseks siiski väga sobimatu.
Sõiduki eeskirjade kontrollimine
Eelmises töökohas oli paratamatu, et kasutasin mõningaid elektroonikakomponente, millel polnud AEC Q100/200 sertifikaati. Paljud autotehase töötajad tahaksid läbi viia töökindluse kontrolli, et kontrollida, kas see vastab sõiduki eeskirjadele.
Minu isiklik arvamus on, et see meetod ei ole väga tõhus, sest need testid on ainult vajalikud, kuid mitte piisavad testid. Seda saab kasutada ainult seadme kättesaadavuse keelamiseks, mitte selle kasutamise kinnitamiseks.
Põhjus on lihtne: valim on liiga väike ja testitud esemed ei ole piisavad. Suurtes kogustes toodetud komponentide, näiteks pooljuhtide puhul on väga ebausaldusväärne testida väikese arvu näidiseid nende töökindluse kindlakstegemiseks. Siin saame heita pilgu ka peamistele AEC Q100 läbiviidud sertifitseerimistestidele, see tähendab, et näete erinevust.
Kumb standard on nõudlikum?
Autoeeskirjad või tööstusmäärused, kummal on kõrgemad nõuded? Üldiselt arvatakse, et kõrge ja madala standardjärjestus on sõjatööstus > auto > tööstus > tarbeelektroonika. Kuid isiklikult ei saa ma seda tellimust täielikult vastu võtta. Tööstus on väga lai valdkond ning ka keskkonnad ja töökindluse nõuded on väga erinevad. On mõeldav, et suure tööstusseadme töökindlusnõuded ei jää kunagi alla auto omadele. (Näiteks suure elektrijaama võtmeseadmed) ja samas võib keskkonna karmus ületada tunduvalt autode nõudeid. Ei saa lihtsalt öelda, et tööstuslikud regulatiivsed nõuded on madalamad kui autodele.
Autospetsiifiliste osade kasutamise puudused
Ühelgi valikul ei saa olla ainult eeliseid ja puudusi. Millised on autostandardite elektroonikakomponentide kasutamise puudused?
Esiteks on see kallis, kõrgete süsteeminõuetega, kõrgete arendus- ja verifitseerimiskuludega ning väikese väljundiga, mis teeb kulu palju kõrgemaks kui olmeelektroonika oma. Suhteliselt kõrge künnis toob kaasa ka suurema müügipreemia.
Teine puudus on see, et valik on keeruline. Kõik, kes elektroonikat mängivad, teavad, et tänapäeval on elektroonikakomponente üsna palju. Sama funktsiooniga toodete jaoks on palju lahendusi ja nende keerukus võib olla väga erinev. Mõnikord tuleb aga automääruste nõuete täitmiseks mõnest väga integreeritud tootest loobuda. plaan.
Veel üks ilmselge puudus on see, et mõned tooted on tehnoloogiliselt mahajäänud ja suur hulk kontrolltööd mõjutab uute toodete turuletuleku kiirust. Samas on kiibitootjate üldine turuletoomise strateegia oodata, kuni olmeelektroonika turg küpseb, enne kui toode turule jõuab. autoturule. Näiteks 2013. aastal kasutas toimetaja arendatud toode ARM Cortex A9 protsessorit. Sel ajal oli see põhimõtteliselt parim toode autoturul, kuid ARM Cortex A57 protsessor polnud tarbijaturul haruldane.
Millised riskid kaasnevad sõidukitele mittestandardsete elektroonikakomponentide kasutamisega autos?
See küsimus on tõesti keeruline ja seda tuleb hinnata mitmest aspektist:
1. Kuigi see ei ole saanud vastavat sertifikaati, vastab toote jõudlus ja töökindlus tegelikult nõuetele ning seda on kontrollinud ka suur hulk rakendusi. Kui see nii on, on risk suhteliselt väike.
2. See on väga oluline punkt, milleks on komponentide ja süsteemide suhe. Süsteemi jõudlus ja töökindlus koosnevad järgmise taseme elektroonikakomponentidest, nii et sama disaini korral on sõidukitele mittestandardseid komponente kasutavad tooted kindlasti kehvemad. Hea disain võib aga vähendada komponentide jõudlusnõudeid. Kui kaitsemeetmed on hästi kavandatud ja komponendi rike süsteemile veidi mõju avaldab, on võimalik paremate toodete valmistamiseks kasutada autole mittestandardseid komponente.
Praeguse tehnoloogia ja protsesside piirangute tõttu ei vasta kõik autodes kasutatavad elektroonikakomponendid nn sõidukimäärustele. Kuid teatud funktsioonide realiseerimiseks autol tuleb neid komponente kasutada. Selle olukorra võib jagada kahte kategooriasse:
a. Sellel funktsioonil on kõrged ohutusnõuded ja kõrvalekaldeid ei saa aktsepteerida.
Näide: E-CALL funktsioon hädaabikõnede jaoks. Selle funktsiooni tagamiseks tuleb seadmele paigaldada varuaku. See funktsioon on seotud eluohutusega ja mõne ettevõtte ASILI (ISO26262) reitingu kohaselt on see vajalik tasemele B jõudmiseks.
Ja me teame, et akudel on väga raske säilitada kõrget jõudlust -40 kraadi juures. Seetõttu on mõne ettevõtte lahenduseks mähkida aku külge kuumutustakistustraat ja soojendada seda jõudluse tagamiseks madalal temperatuuril. Praegu ei ole see ühe komponendi standardite järgi kvalifitseeritud, kuid osade komplektina võib see vastata autotootja standardnõuetele. . See näitab ka seost OEM-i ettevõttestandardite ja komponentide standardite vahel.
b. See funktsioon ei hõlma üldiselt ohutust, seega võite kaaluda kõrvalekalletega nõustumist
Näiteks meelelahutussüsteemi LCD-ekraan. Võimalik kuvada madalatel temperatuuridel vähenenud reaktsiooni ja optiline jõudlus. Kuid mõned inseneritöötajad nõustuvad selle olukorraga.
3. Mõnedel "julgetel" ja hoolimatutel inimestel on teatud ideed, näiteks kulude vähendamine või parema jõudluse saavutamine, ja nad soovivad kontrollida oma toimivust ja täpsust vaid väikese hulga proovide kaudu lühikese aja jooksul. Usaldusväärsus, antud juhul saan vaid öelda, et kõik oleneb edaspidi iseloomust, keegi ei tea, mis saab.