Teanntáin sreangaithe feithicleach
Éilíonn an chastacht leictreach mhéadaithe, atá á tiomáint ag an aistriú i dtreo na ríomh-shoghluaisteachta, an tiomána uathrialaithe agus na gcóras infotainment le taifeach 4K HD, ailtireachtaí nua córas leictreach ar bord san innealtóireacht ghluaisteán. Tá an ailtireacht thraidisiúnta dhíláraithe córas leictreach feithicle ag sroicheadh a teorainneacha de bharr a castachta agus na gcumas ardluais a theastaíonn. Cuireann ept an board-to-board connector ceart ar fáil chun freastal ar na dúshláin seo.
Sainmhíniú ar 'córas leictreach feithicle': Ailtireacht dhíláraithe atá bunaithe ar fhearann agus ar chrios

Sa earnáil ghluaisteoireachta, is éard atá san ailtireacht dhíláraithe chlasaiceach ná suas le 100 Steuergeräte, agus caitheann gach aonad rialaithe leictreonach feidhm shainithe: rialú an innill, mála aeir, ABS/ESP, coigeartú suíocháin, aerchóiriú, … Oibríonn gach aonad rialaithe leictreonach go neamhspleách agus déanann sé cumarsáid le Steuergeräte eile trí gheataí.
Le cúpla scór bliain anuas, tá fás stairiúil tagtha ar an ailtireacht dhíláraithe, agus cuireadh aonad rialaithe leictreonach breise leis an ngach feidhmiúlacht nua. Sa lá atá inniu ann, áfach, tá sí ag sroicheadh a teorainneacha: méadaíonn feidhmiúlacht mhéadaitheach go mór ar na costais suiteála agus sreangaithe laistigh den fheithicil.
San ailtireacht cheantair-bhunaithe, grúpáiltear na Steuergeräte i réimsí feidhme éagsúla. Tá gach fearann freagrach as réimse sonrach den fheithicil, amhail an t-ardchóras cumhachta, an t-infhealtainment nó an tsábháilteacht. Is é ríomhaire ard-fheidhmíochta neamhspleách (HPC) a dhéanann for-smacht an fhearainn. Déanann sé seo na haonaid rialaithe laistigh dá fhearann a chomhordú. I gcás an réimse feidhme sábháilteachta, d'áireofaí leis seo, mar shampla, aonaid rialaithe do chórais cúnaimh tiománaí, ABS/ESP agus córais stiúrtha.
I gcomparáid le hailtireacht dhíláraithe, laghdaíonn an líon níos lú d'aonaid rialaithe atá suiteáilte an méid sreangaithe agus oibre suiteála a theastaíonn. Dá bhrí sin, is féidir leis an ailtireacht réimse cur go héifeachtach le laghdú costais agus meáchain i gcomparáid le hailtireacht dhíláraithe. Ina theannta sin, is féidir feidhmeanna breise a chomhtháthú ag céim níos déanaí gan mórán iarrachta.
In ailtireacht chrios (zonal architecture), níl an struchtúr eagraithe de réir réimsí ach de réir criosanna áitiúla. Mar shampla, déantar roinnt feidhmeanna a bheartú le chéile laistigh de chrios amháin i gcarr. Dá bhrí sin, is cinnte gur féidir feidhmeanna amhail an t-ardchóras tiomána agus an t-infotainment a chomhcheangal agus a phróiseáil laistigh de zone controller aonair amháin. Bainistítear na zone controller éagsúla ag HPC láraithe. Is léir an buntáiste: laghdú suas le 50 faoin gcéad ar líon na n-aonad rialaithe agus a gcáblaíocht.
Le cúpla scór bliain anuas, tá fás stairiúil tagtha ar an ailtireacht dhíláraithe, agus cuireadh aonad rialaithe leictreonach breise leis an ngach feidhmiúlacht nua. Sa lá atá inniu ann, áfach, tá sí ag sroicheadh a teorainneacha: méadaíonn feidhmiúlacht mhéadaitheach go mór ar na costais suiteála agus sreangaithe laistigh den fheithicil.
San ailtireacht cheantair-bhunaithe, grúpáiltear na Steuergeräte i réimsí feidhme éagsúla. Tá gach fearann freagrach as réimse sonrach den fheithicil, amhail an t-ardchóras cumhachta, an t-infhealtainment nó an tsábháilteacht. Is é ríomhaire ard-fheidhmíochta neamhspleách (HPC) a dhéanann for-smacht an fhearainn. Déanann sé seo na haonaid rialaithe laistigh dá fhearann a chomhordú. I gcás an réimse feidhme sábháilteachta, d'áireofaí leis seo, mar shampla, aonaid rialaithe do chórais cúnaimh tiománaí, ABS/ESP agus córais stiúrtha.
I gcomparáid le hailtireacht dhíláraithe, laghdaíonn an líon níos lú d'aonaid rialaithe atá suiteáilte an méid sreangaithe agus oibre suiteála a theastaíonn. Dá bhrí sin, is féidir leis an ailtireacht réimse cur go héifeachtach le laghdú costais agus meáchain i gcomparáid le hailtireacht dhíláraithe. Ina theannta sin, is féidir feidhmeanna breise a chomhtháthú ag céim níos déanaí gan mórán iarrachta.
In ailtireacht chrios (zonal architecture), níl an struchtúr eagraithe de réir réimsí ach de réir criosanna áitiúla. Mar shampla, déantar roinnt feidhmeanna a bheartú le chéile laistigh de chrios amháin i gcarr. Dá bhrí sin, is cinnte gur féidir feidhmeanna amhail an t-ardchóras tiomána agus an t-infotainment a chomhcheangal agus a phróiseáil laistigh de zone controller aonair amháin. Bainistítear na zone controller éagsúla ag HPC láraithe. Is léir an buntáiste: laghdú suas le 50 faoin gcéad ar líon na n-aonad rialaithe agus a gcáblaíocht.
Riachtanais don HPC agus dá nascóir

Tá na héilimh a chuirtear ar HPC suntasach: go háirithe, teastaíonn tarchur sonraí slán, ardluais le moill íseal chun sonraí íomháithe a phróiseáil san earnáil siamsaíochta faisnéise nó i gcórais ceamara le haghaidh tiomána uathrialaithe. Ag an am céanna, ní mór tarchur comharthaí a bheith gan teip faoi aon chúinsí – ní mór a iontaofacht a chinntiú i gcónaí.
Is é sin an fáth go bhfuil ard-fheidhmíochta, tarchur sonraí tapa agus, thar aon ní eile, iontaofa – uaireanta faoi dhálaí comhshaoil míbhuntáisteacha – ina riachtanais a chuirtear ar na nascóir úsáidtear freisin.
Is féidir 'inléiteacht' comhartha a léiriú trí úsáid a bhaint as an rud ar a dtugtar léaráid shúile. Léiríonn sé seo an féidir comhartha a tharchuirtear a shannadh go neamh-dhébhríoch do na stáit dhigiteacha 1 nó 0 sa ghlacadóir.
Chun é seo a dhéanamh, téann comhartha trí chonair tarchuir shainithe, agus le linn an ama sin déantar é a thaifeadadh, a shárléiriú agus a thaispeáint le h-oscailscóp. Ar an mbealach seo, is féidir gach fhoirm thonn comhartha is féidir a phlotaireacht 'ar bharr a chéile'. Go teoiriciúil, bíonn na haistrithe idir stáit loighciúla gan teorainn géar agus ritheann na línte comhartha go beacht ar bharr a chéile. De bharr trasnaíochta seachtraí agus suaitheadh inmheánach a théann i bhfeidhm ar na péirí comhartha, cothaítear an t-ardú comhartha agus athraíonn an t-amplitiúid. Is é an toradh ná an patrún i gcruth súile a thugann a ainm don léaráid.
Is é sin an fáth go bhfuil ard-fheidhmíochta, tarchur sonraí tapa agus, thar aon ní eile, iontaofa – uaireanta faoi dhálaí comhshaoil míbhuntáisteacha – ina riachtanais a chuirtear ar na nascóir úsáidtear freisin.
Is féidir 'inléiteacht' comhartha a léiriú trí úsáid a bhaint as an rud ar a dtugtar léaráid shúile. Léiríonn sé seo an féidir comhartha a tharchuirtear a shannadh go neamh-dhébhríoch do na stáit dhigiteacha 1 nó 0 sa ghlacadóir.
Chun é seo a dhéanamh, téann comhartha trí chonair tarchuir shainithe, agus le linn an ama sin déantar é a thaifeadadh, a shárléiriú agus a thaispeáint le h-oscailscóp. Ar an mbealach seo, is féidir gach fhoirm thonn comhartha is féidir a phlotaireacht 'ar bharr a chéile'. Go teoiriciúil, bíonn na haistrithe idir stáit loighciúla gan teorainn géar agus ritheann na línte comhartha go beacht ar bharr a chéile. De bharr trasnaíochta seachtraí agus suaitheadh inmheánach a théann i bhfeidhm ar na péirí comhartha, cothaítear an t-ardú comhartha agus athraíonn an t-amplitiúid. Is é an toradh ná an patrún i gcruth súile a thugann a ainm don léaráid.

I lár an diagrais, feictear an rud ar a dtugtar 'mais iompair na súile'. Ní féidir an comhartha a aithint go soiléir sa limistéar seo.
Léiríonn an dá léaráid shúile na héifeachtaí a bhíonn ag fad an rian agus ag fritháireamh, agus na nascóir ept Colibri in úsáid mar shamplaí sna leaganacha 16 + Gbit/s agus 10 Gbit/s. Léiríonn an sampla an chaoi ar baineadh feabhas suntasach amach ar shláine an chomhartha (signal integrity) trí fhorbairt bhreise a dhéanamh ar dhearadh an teagmhála (féach Fig. XX). A bhuí le fad cábla níos giorra agus fritháireamh 100Ω, déantar patrún na súile de leagan 16+ Gbit/s den Colibri a mhúnlú níos soiléire ná mar a dhéantar i leagan 10 Gbit/s an Colibri roimhe seo – is féidir na péirí comharthaí a léirmhíniú go neamh-dhébhríoch.
Léiríonn an dá léaráid shúile na héifeachtaí a bhíonn ag fad an rian agus ag fritháireamh, agus na nascóir ept Colibri in úsáid mar shamplaí sna leaganacha 16 + Gbit/s agus 10 Gbit/s. Léiríonn an sampla an chaoi ar baineadh feabhas suntasach amach ar shláine an chomhartha (signal integrity) trí fhorbairt bhreise a dhéanamh ar dhearadh an teagmhála (féach Fig. XX). A bhuí le fad cábla níos giorra agus fritháireamh 100Ω, déantar patrún na súile de leagan 16+ Gbit/s den Colibri a mhúnlú níos soiléire ná mar a dhéantar i leagan 10 Gbit/s an Colibri roimhe seo – is féidir na péirí comharthaí a léirmhíniú go neamh-dhébhríoch.

Ós rud é go bhfuil comharthaí ardluais thar a bheith soghonta d'fhritháireamh leictreamaighnéadach, teastaíonn cosaint speisialta comhartha uathu. Is féidir le nascóir feidhmiú mar fhoinse fritháirimh agus mar imillín araon. Ar an ábhar sin, moltar cosaint comhartha a úsáid le shield plate chun na comharthaí íogaire a sciathadh ó thionchair sheachtracha.
Léiríonn Fíor 4 gur féidir fiú bíog bheag leictreach an comhartha úsáideach a shaobhadh. Ní bhíonn an glacadóir in ann stáit dhigiteacha an chomhartha HDMI a léirmhíniú go neamh-dhébhríoch a thuilleadh tar éis splancphuls gairid 0.5 kV fiú, ach fanann tarchur an chomhartha tríd an gceangaltóir sciathaithe cobhsaí fiú ag 4.4 kV.
Léiríonn Fíor 4 gur féidir fiú bíog bheag leictreach an comhartha úsáideach a shaobhadh. Ní bhíonn an glacadóir in ann stáit dhigiteacha an chomhartha HDMI a léirmhíniú go neamh-dhébhríoch a thuilleadh tar éis splancphuls gairid 0.5 kV fiú, ach fanann tarchur an chomhartha tríd an gceangaltóir sciathaithe cobhsaí fiú ag 4.4 kV.

Agus an t-induchtacht nasctha (comhionduchtas) LK á úsáid mar pharaiméadar EMC, is féidir an nascthóir a chur síos trí anailís a dhéanamh ar na coinníollacha leictreacha sa dá fheidhm – foinse agus doirteal. Úsáidtear an t-aonad Henry chun na críche seo. Baineann sé seo le díolúine (imdhíonacht) agus le hastaíochtaí (astaíocht leictreamaighnéadach) araon. Má tá an voltas indúit (Uind), voltas an ghineadóra (UGen) agus an comhsheasmhacht ghineadóra (kGen) ar eolas, is féidir an t-induchtas ceangail uasta ceadaithe sonrach (L) d'fheidhmchlár ar leith a chinneadh leis an bhfoirmle seo a leanas:
LK = Uind / (UGen * kGen)
Cuidíonn an t-induchtacht nasctha (comhionduchtas) leis an úsáideoir an t-idirphlugóir cuí (nascóir) a roghnú i dtéarmaí a chomh-oiriúnachta leictreamaighnéadaí agus chun tástáil trialach agus earráide atá costasach agus am-íditheach sa tsaotharlann EMC a sheachaint. Seo sampla: I gcás comhartha HDMI, cinneadh uas-luach 'comhionduchtas' de 47 picohéire (pH) a bhain leis an gcás ar leith ag voltas 4.4 kV. Má théann an luach thar an méid seo, ní féidir an comhartha a tharchur a thuilleadh gan chur isteach.
LK = Uind / (UGen * kGen)
Cuidíonn an t-induchtacht nasctha (comhionduchtas) leis an úsáideoir an t-idirphlugóir cuí (nascóir) a roghnú i dtéarmaí a chomh-oiriúnachta leictreamaighnéadaí agus chun tástáil trialach agus earráide atá costasach agus am-íditheach sa tsaotharlann EMC a sheachaint. Seo sampla: I gcás comhartha HDMI, cinneadh uas-luach 'comhionduchtas' de 47 picohéire (pH) a bhain leis an gcás ar leith ag voltas 4.4 kV. Má théann an luach thar an méid seo, ní féidir an comhartha a tharchur a thuilleadh gan chur isteach.
Mar sin féin, ní hé an cur isteach leictreamaighnéadach amháin a chuireann tarchur comharthaí ardluais i mbaol. I bhfeidhmeanna feithicleacha go háirithe, bíonn naisc nochtaithe arís agus arís eile do dhálaí an-dona comhshaoil amhail creathadh agus turraing. Chun a chinntiú go bhfanann tarchur comhartha gan bhriseadh fiú i dtimpeallachtaí crua, caithfidh an nascóir a bheith thar a bheith láidir. Maidir leis seo, tá ról cinntitheach ag dearadh teagmhála, ag an gcóras teagmhála agus ag an termination technology.
An córas teagmhála mar fhachtóir tionchair

Bíonn ' nascóir ' traidisiúnta dhá pháirt comhdhéanta de 'Messer-' agus de ' female contact'. Mar sin féin, i gcás imbhualadh láidir, d'fhéadfadh an ' nascóir fireann ' scaradh ón ' nascóir baineann '. Chun cosc a chur ar ' discontinuity ' den sórt sin ó tharlú, is féidir ' nascóir baineann ' déthaobhach a úsáid chun iomarcaíocht a sholáthar agus mar sin teagmháil iontaofa a chinntiú; is amhlaidh atá sé seo toisc go gcinntíonn an dara fuinneog go gcoinnítear tarchur an chomhartha i gcónaí trí phointe teagmhála amháin ar a laghad (Fíor 5).

I gcodarsnacht leis sin, tá nascóir le córas teagmhála 'inscne-neodrach' mar a thugtar air níos seasmhaí fós. Is í an ghné shainiúil anseo ná an chosúlacht iomlán idir geoiméadrachtaí teagmhála na bpéireanna plugaí – an Plug agus an Socket. Dá bhrí sin, tá an dá cheann feistithe le sprionga agus le lann. Ciallaíonn sé seo go ndéantar teagmháil le gach biorán le dhá sprionga, agus go mbíonn an Plug agus an Socket idirghlasáilte agus nach féidir iad a scaradh óna chéile. Cé go gcinntíonn stiall teagmhála earraigh dhá thaobh (nascóir baineann) i gcónaí go mbeidh pointe teagmhála amháin ar a laghad ann faoi strus meicniúil, cinntíonn na geoiméadrachtaí idirghlasála i gcórais teagmhála inscne-neodracha go dtarlaíonn tarchur comhartha i gcónaí trí dhá phointe teagmhála. Cinntíonn an leibhéal ard iomarcaíochta seo, dá bhrí sin, an iontaofacht teagmhála is airde (Fíor 5).

Moltar an teicneolaíocht uirliste ar dhromchla (SMT, nascóir) mar an teicneolaíocht nasctha (termination technology) le haghaidh nasc marthanach idir an clár ciorcad priontáilte agus an nascóir. Ag baint úsáide as taos sádrála (solder paste), sádráiltear na nascóirí le limistéir nasctha sainithe ar an gclár ciorcad priontáilte, na paidí sádrála. Is i bhfoirnéis athshruthaithe (reflow oven) amháin a leánn an sádráil agus a ligear di ansin soladú. Cuireann SMT ar chumas naisc chobhsaí a bhunú idir an t-idircheanglóir agus an clár ciorcad priontáilte. Mar sin féin, ní mór roinnt critéar a chomhlíonadh chuige seo: Ar an gcéad dul síos, i gcás alt sádráilte atá comhlíontach le IPC-A-610, ní mór an cóimheas ceart idir an SMT lead, an solder pad agus an solder paste a chothabháil. Is ar an mbealach seo amháin is féidir nasc ardchaighdeáin a bhunú a chuireann ar chumas nasc a dhéanamh i gcomhréir le IPC Aicme 3, agus atá, dá bhrí sin, oiriúnach le húsáid san leictreonaic ardfheidhmíochta. Ní mór teipeanna i dtarchur comhartha a chur as an áireamh i gcónaí sa rang seo. Is féidir a aithint go bhfuil an t-sólsolder connection den scoth ann de bharr fhoirmiú aonfhoirmeach an mhiniceastair. Ní mór don teagmháil a bheith timpeallaithe go hiomlán ag miniceastair an tsiúdaire chun na fórsaí greama is fearr a bhaint amach ar an gclár ciorcad priontáilte. (Fíor 9).
Tá comhphlánaíocht na bpáidí teagmhála riachtanach le haghaidh naisc den scoth; cuirtear faoi réir iniúchta uathoibrithe 100% é seo le linn an phróisis déantúsaíochta.
Críoch

Tá forbairtí reatha i dtionscal na ngluaisteán ag cur éilimh nua i gcónaí ar na nascóirí (nascóir) a úsáidtear in fheithiclí. Ar an gcéad amharc, dealraíonn sé go bhfuil ról na nascóirí seo ag dul i léig de bharr an laghdaithe ar líon na n-aonad rialaithe. Le breathnú níos géire, áfach, is léir go bhfuil a ról ag éirí níos tábhachtaí i ndáiríre de bharr an aistrithe seo i dtreo na próiseála sonraí láraithe trí HPC: ní raibh iontaofacht i dtarchur comharthaí riamh chomh tábhachtach is atá sí inniu.

