Araç elektroniğinin hızlanmasıyla birlikte, araç sınıfı çipler otomotiv elektronik teknolojisinin önemli bir parçası haline geldi. Otomotiv sınıfı çipler, otomotiv alanında sürüş güvenliği ve araç kontrolünde önemli roller oynadığından güvenilirlik gereksinimleri çok yüksektir. Otomotiv sınıfı çiplerin çeşitli zorlu ortam testlerine dayanabilmesini sağlamak için güvenilirlik ortam testleri yapılmalıdır. Güvenilirlik ortamı testi, çipin bu ortamda çalışma kabiliyetini ve uzun vadeli istikrarını sağlamak için belirli bir zorlu ortamda test etmektir.simüle edilmiş çevre test odası (güvenilirlik çevresel test odası)için önemli ekipmanlardan biridir.güvenilirlik çevre testi. Test odası, araç sürüşü sırasında yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık, yüksek nem, düşük nem, titreşim ve diğer koşullar gibi çeşitli zorlu ortamları simüle edebilir ve sıkı test yöntemleriyle araç sınıfı çiplerin güvenilirliğini test edebilir. Güvenilirlik çevresel testleri sayesinde, araç sınıfı çipler, güvenilirlik ve kararlılıklarını sağlamak için kapsamlı bir şekilde test edilebilir ve değerlendirilebilir.
Otomotiv elektronik ürünleri genellikle daha pahalıdır. Bunun ana nedenlerinden biri otomotiv sınıfı elektronik bileşenlerin kullanılmasıdır. Peki otomotiv sınıfı cihazlar ne tür elektronik bileşenlerdir? Öncelikle otomobillerdeki elektronik bileşenlerin uygulanması ile genel tüketici elektroniğinin uygulanması arasındaki farklara bir göz atalım.
Çevresel Gereklilikler
Sıcaklık: Otomotiv elektroniği, bileşenlerin çalışma sıcaklığına ilişkin nispeten geniş gereksinimlere sahiptir. Farklı kurulum yerlerine göre farklı gereksinimler vardır ancak bunlar genel olarak sivil ürünlere yönelik gereksinimlerden daha yüksektir (AEC Q100'ın H versiyonundaki 0 derece -70 derecesini sildiği söyleniyor. Sıcaklık gereksinimleri, çünkü hiçbir otomotiv ürünü bu kadar düşük gereksinimlere sahip olamaz).
Örnek:
Motorun çevresinde: -40 derece -150 derece ;
Yolcu kabini: -40 derece -85 derece;
Sivil ürünler: 0 derece -70 derece .
Diğer çevresel gereklilikler: nem, küf, toz, su, EMC ve zararlı gaz erozyonu vb. genellikle tüketici elektroniği ürünlerinin gerekliliklerinden daha yüksektir.
titreşim, şok
Bir araba hareketli bir ortamda çalıştığında birçok ürün daha fazla titreşim ve darbeyle karşılaşacaktır. Bu gereksinim eve yerleştirilen ürünlere göre çok daha yüksek olabilir.
güvenilirlik
Arabaların güvenilirlik gereksinimlerini örneklendirmek için başka bir şekilde açıklayayım:
1. Tasarım ömrü: Genel otomobillerin tasarım ömrü yaklaşık 15 yıl 200,000 kilometredir ve bu, tüketici elektroniği ürünlerinin yaşam gereksinimlerinden çok daha uzundur.
2. Aynı güvenilirlik gereksinimleri altında, sistem ne kadar çok bileşen ve bağlantıdan oluşursa, bileşenlerin güvenilirlik gereksinimleri de o kadar yüksek olur. Şu anda otomobillerdeki elektroniklerin derecesi çok yüksektir. Güç aktarma organlarından fren sistemine kadar çok sayıda elektronik cihaz kuruludur ve her cihaz birçok elektronik bileşenden oluşur. Bunları basitçe bir seri ilişki olarak ele alırsak, tüm aracın kayda değer bir güvenilirliğe ulaşmasını sağlamak için sistemin her bir parçasına yönelik gereksinimler çok yüksektir. Otomotiv parçalarına yönelik gereksinimlerin sıklıkla PPM (milyon) cinsinden ifade edilmesinin nedeni budur. bir kısım) açıklamak için.
Tutarlılık gereksinimleri
Günümüzde otomobiller seri üretim aşamasına girmiştir. Bir yılda yüzbinlerce araba üretilebildiği için ürün kalitesi tutarlılığına yönelik gereksinimler çok yüksektir. Bu, ilk yıllarda yarı iletken malzemeler için oldukça zorlayıcıydı.
Sonuçta yarı iletkenlerin üretiminde difüzyonun ve diğer süreçlerin tutarlılığını kontrol etmek zordur. Üretilen ürünlerin performansının ayrık olması kolaydır. İlk zamanlarda bu ancak yaşlandırma ve tarama ile gerçekleştirilebiliyordu. Artık süreçlerin sürekli iyileştirilmesiyle tutarlılık büyük ölçüde iyileştirildi. Kalitenin tutarlılığı aynı zamanda birçok yerel tedarikçi ile uluslararası tanınmış tedarikçiler arasındaki en büyük farktır. Karmaşık otomotiv ürünleri için, tutarlılığı zayıf olan bileşenlerin aracın tamamında güvenlik tehlikelerine neden olması kesinlikle kabul edilemez.
Şimdi diğer gereksinimlere bakalım:
Üretim süreci
Her ne kadar otomobil parçaları, tüketici ürünleriyle karşılaştırıldığında minyatürleşmeye ve hafifliğe doğru sürekli olarak gelişiyor olsa da, otomobil ürünlerinin üretim süreçlerine yönelik gereksinimler hacim ve güç tüketimi açısından gevşetilebilir. Genellikle yeterli mekanik dayanıklılığa sahip olmasını ve büyük otomotiv tedarikçilerinin üretim süreçlerine uymasını sağlamak için daha büyük ambalajlar kullanılır.
Ürün yaşam Döngüsü
Her ne kadar son yıllarda otomobil ürünlerinin fiyatları sürekli olarak düşse de otomobiller hâlâ dayanıklı ve yüksek fiyatlı bir ürün olup, satış sonrası parça tedariğinin uzun süre sürdürülmesi gerekmektedir. Aynı zamanda bir otomobil parçası geliştirmek, çok fazla doğrulama çalışması gerektirir ve bileşenlerin değiştirilmesinin neden olduğu doğrulama işi de çok büyüktür. Bu nedenle araç imalat şirketleri ve parça tedarikçilerinin de uzun süre istikrarlı tedariki sürdürmesi gerekiyor.
standart
Bu açıdan bakıldığında otomotiv ürünlerinin gerekliliklerini karşılamak gerçekten de karmaşıktır ve yukarıdaki gereksinimler otomotiv parçaları içindir (elektronik bileşenler için bir sistemdir). Gereksinimlerin elektronik bileşenlere dönüştürülmesi çok zorlaşıyor. Bu sorunu çözmek için doğal olarak bazı standartlar ortaya çıkmıştır ve en çok tanınanları AEC standartlarıdır:
Aktif Cihaz Bileşenleri için AEC Q100 Gereksinimleri
Pasif (Posif Cihaz) bileşenler için AEC Q200 gereksinimleri
Elbette pek çok kişinin OEM'ler için birçok kurumsal standart olduğunu da söyleyeceğini düşünüyorum. Ancak bu konudaki anlayışımı da paylaşmak istiyorum. Daha önce çalıştığım OEM, ilgili genel güvenilirlik gereklilikleri standartlarına sahip ancak bu bileşenleri oluşturan elektronik bileşenleri doğrudan hedeflemek yerine, otomotiv bileşeninin tamamını (elektronik bileşenlerden oluşan bir sistem) değerlendiriyor. (dirençler, kapasitörler, transistörler, çipler vb.). Gereksinimleri daha düşük seviyeli bileşenlerin seçiminde referans olarak kullanılabilse de, elektronik bileşen testi için hala çok uygun değildir.
Araç düzenlemelerinin doğrulanması
Önceki işimde AEC Q100/200 sertifikası olmayan bazı elektronik bileşenleri kullanmam kaçınılmazdı. Birçok otomobil fabrikası personeli, araç yönetmeliklerine uygun olup olmadığını doğrulamak için bazı güvenilirlik doğrulamaları yapmak ister.
Kişisel görüşüm bu yöntemin çok etkili olmadığı yönünde çünkü bu testler sadece gerekli ama yeterli testler değil. Yalnızca cihazın kullanılabilirliğini reddetmek için kullanılabilir, kullanılabileceğini onaylamak için değil.
Nedeni basit: örneklem büyüklüğü çok küçük ve test edilen maddeler yeterli değil. Yarı iletkenler gibi büyük miktarlarda üretilen bileşenler için, güvenilirliklerini belirlemek amacıyla az sayıda numuneyi test etmek çok güvenilmezdir. Burada ayrıca AEC Q100 tarafından gerçekleştirilen ana sertifikasyon test maddelerine de göz atabiliriz, yani farkı görebilirsiniz.
Hangi standart daha zorlu?
Araba düzenlemeleri mi yoksa endüstriyel düzenlemeler mi? Hangisinin gereksinimleri daha yüksek? Genellikle yüksek ve düşük standart sırasının askeri sanayi > otomobil > sanayi > tüketici elektroniği olduğuna inanılır. Ancak kişisel olarak bu emri tam olarak kabul edemem. Endüstri çok geniş bir alan olup, karşılaşılan ortamlar ve güvenilirlik gereksinimleri de oldukça farklıdır. Büyük bir endüstriyel ekipmanın güvenilirlik gereksinimlerinin hiçbir zaman bir arabanınkinden daha düşük olmayacağı düşünülebilir. (Örneğin büyük bir enerji santralinin temel ekipmanları) ve aynı zamanda çevrenin sertliği otomobillerin gereksinimlerini çok aşabilir. Endüstriyel düzenleme gerekliliklerinin otomobillere göre daha düşük olduğu söylenemez.
Arabaya özel parçalar kullanmanın dezavantajları
Hiçbir seçimin yalnızca avantajları ve dezavantajları olamaz. Araba standardındaki elektronik bileşenleri kullanmanın dezavantajları nelerdir?
Her şeyden önce pahalıdır, yüksek sistem gereksinimlerine, yüksek geliştirme ve doğrulama maliyetlerine ve düşük çıktıya sahiptir, bu da maliyeti tüketici elektroniğinden çok daha yüksek hale getirir. Nispeten yüksek eşik aynı zamanda daha büyük bir satış primiyle de sonuçlanır.
İkinci dezavantaj ise seçimin zor olmasıdır. Elektronikle uğraşan herkes bilir ki günümüzde elektronik bileşenler oldukça fazladır. Aynı işleve sahip ürünler için birçok çözüm vardır ve karmaşıklık büyük oranda farklılık gösterebilir. Ancak bazen otomobil düzenlemelerinin gerekliliklerini karşılamak için bazı yüksek düzeyde entegre ürünlerden vazgeçilmesi gerekir. plan.
Bir diğer bariz dezavantaj ise bazı ürünlerin teknolojik açıdan geri olması ve doğrulama çalışmalarının büyük miktarda olmasının yeni ürünlerin pazara çıkış hızını etkilemesidir. Aynı zamanda çip üreticilerinin genel lansman stratejisi, ürünü pazara uygulamadan önce tüketici elektroniği pazarının olgunlaşmasını beklemek. araba pazarına. Örneğin 2013 yılında editörün geliştirdiği bir üründe ARM Cortex A9 işlemci kullanılıyordu. O zamanlar otomotiv pazarındaki en iyi üründü ancak ARM Cortex A57 işlemci tüketici pazarında da alışılmadık bir durum değildi.
Araçta standart dışı elektronik bileşenler kullanmanın riskleri nelerdir?
Bu konu gerçekten karmaşıktır ve birçok açıdan değerlendirilmesi gerekmektedir:
1. İlgili sertifikayı almamış olmasına rağmen, ürünün performansı ve güvenilirliği aslında gereksinimleri karşılamaktadır ve çok sayıda uygulama ile de doğrulanmıştır. Durum böyleyse risk nispeten küçüktür.
2. Bu çok önemli bir noktadır; bileşenler ve sistemler arasındaki ilişki. Sistemin performansı ve güvenilirliği ileri seviye elektronik bileşenlerden oluşmaktadır, dolayısıyla aynı tasarım altında araç standardı olmayan bileşenler kullanan ürünler kesinlikle daha kötü olacaktır. Ancak iyi tasarım bileşenlerin performans gereksinimlerini azaltabilir. Koruma önlemleri iyi tasarlanmışsa ve bileşen arızası sistem üzerinde hafif bir etkiye sahipse, daha iyi ürünler yapmak için araç standardı olmayan bileşenlerin kullanılması mümkündür.
Mevcut teknoloji ve süreçlerin sınırlamaları nedeniyle, otomobillerde kullanılması gereken her elektronik bileşen, araç düzenlemeleri olarak adlandırılan düzenlemeleri karşılayamamaktadır. Ancak araçta belirli işlevlerin gerçekleştirilebilmesi için bu bileşenlerin kullanılması gerekir. Bu durumu iki kategoriye ayırabiliriz:
A. Bu fonksiyonun yüksek güvenlik gereksinimleri vardır ve sapmalar kabul edilemez.
Örnek: Acil aramalar için E-CALL işlevi. Bu fonksiyonun sağlanması için cihaza yedek pil takılması gerekmektedir. Bu fonksiyon can güvenliği ile ilgilidir ve bazı firmaların ASILI (ISO26262) derecelendirmesine göre B seviyesine ulaşması gerekmektedir.
Ve pillerin -40 derecede yüksek performansı korumasının çok zor olduğunu biliyoruz. Bu nedenle bazı firmaların çözümü, pilin üzerine bir ısıtma direnç teli sararak performansı sağlamak için pili düşük sıcaklıklarda ısıtmaktır. Şu anda tek bir bileşenin standartlarına göre nitelendirilmemiştir, ancak parça montajı olarak otomobil üreticisinin standart gereksinimlerini karşılayabilir. . Bu aynı zamanda OEM'in kurumsal standartları ile bileşen standartları arasındaki ilişkiyi de gösterir.
B. Bu işlev genellikle güvenliği içermez, bu nedenle sapmaları kabul etmeyi düşünebilirsiniz
Eğlence sisteminin LCD ekranı gibi. Düşük sıcaklıklarda azaltılmış tepki ve optik performansın olası gösterimi. Ancak bu durum bazı mühendislik kadroları tarafından kabul edilecektir.
3. Bazı "cesur" ve dikkatsiz kişilerin maliyetleri düşürmek veya daha iyi performans elde etmek gibi fikirleri vardır ve performanslarını ve doğruluğunu yalnızca kısa bir süre içinde az sayıda örnekle doğrulamak isterler. Güvenilirlik, bu durumda sadece gelecekte her şeyin karaktere bağlı olacağını söyleyebilirim, kimse ne olacağını bilmiyor.