汽車電子化的進展迅速，已經(jīng)進入了使用電子技術實現(xiàn)高端功能的時代,。與此同時,，在設計階段便考慮電磁環(huán)境的做法也愈發(fā)重要。汽車整體和開發(fā)的全部工序都需要在充分意識到EMC（Electro-magnetic Compatibility）的體系中實施,。也就是說,，“EMC設計框架”已經(jīng)是不可或缺的機制。
這一機制包括了設計技術,、EMC對策,、系統(tǒng)開發(fā),、交流等產(chǎn)品化所需要的技術和體制。如果能夠按照生產(chǎn)一線的實際情況對這些進行恰當?shù)恼?，那么就可以靈活應對人們對于汽車的需求變化,。
在這里，筆者將以汽車導航系統(tǒng)（車載導航儀）設計一線的經(jīng)驗為依據(jù),，從汽車部件廠商的角度出發(fā),，介紹對車載設備EMC的思考方法、以及設計流程的一部分,。
電磁輻射強度隨著車載導航儀的高性能而增大
首先介紹車載導航儀的多功能化和高速化,。眾所周知，車載導航儀的出發(fā)點是導航,，然后才是通過DSRC（Dedicated Short Range Communications ）,、電視、移動網(wǎng)絡等通信手段與車外相連接?，F(xiàn)在,，車載導航儀已不再是單純的指路工具，而是發(fā)展成為了能夠借助各類供應商進行多種內(nèi)容交換的雙向交流裝置,。為了向駕駛員提供安全,、放心、便利,、舒適的駕駛環(huán)境,，車載導航儀正在向聯(lián)結人與機械（這里指汽車）的HMI（Human Machine InteRFace）中心轉(zhuǎn)變（圖1）。
圖1：汽車多媒體全球?qū)Ш絻x從“指路”裝置轉(zhuǎn)變成了向駕駛員提供“貼心服務”和“愉悅心情”的HMI中
今后,，車載導航儀的多媒體化還將繼續(xù)發(fā)展,，在兼顧前面提到的“安全放心”、“便利舒適”這兩個主軸的同時,，不斷增加功能（圖2）,。因此，與EMC相關的技術也將愈發(fā)重要,。比如,，當車載導航儀能夠與車輛內(nèi)各個儀器聯(lián)動，協(xié)助防止沖撞時,，車載導航儀本身作為傳感器,，就需要較高的可靠性。這時,，抗擾度（對于電磁噪聲的耐受性）就會成為課題,。而且，隨著車內(nèi)外網(wǎng)絡的拓展，防止與外部儀器之間相互干擾的EMC技術也愈發(fā)重要,。在聲音識別和停車輔助等車載導航儀本身的多功能化,，以及音視頻娛樂功能的一體化進程中，考慮電磁噪聲的發(fā)射問題是不可回避的課題,。
圖2：車載導航儀的多媒體化在兼顧“貼心服務”和“愉悅心情”的同時增加功能,。EMC成為重要課題。
來自CPU和內(nèi)存的輻射增大
在這里,，讓我們來回顧一下車載導航儀的發(fā)展歷史,。1987年作為電子地圖顯示裝置問世的車載導航儀，首先于1990年實現(xiàn)了搜索前往目的地路徑和指路的功能,，然后,，到1995年左右，指路實現(xiàn)了語音化,。接著,，進入2000年以后，與各種網(wǎng)絡服務聯(lián)動的多媒體化得到了發(fā)展,。
為了實現(xiàn)上述進步,，車載導航儀的性能得到了穩(wěn)步提高。以路徑搜索時間為例,，2007年與1990年相比,，時間縮短到了1/10以下。位置誤差（精度）實現(xiàn)了1/6以下的高精度化（圖3）,。
圖3：性能的變化圖在從導航儀向語音導航儀,、多媒體型導航儀轉(zhuǎn)變的過程中實現(xiàn)了大幅度的高速化·高精度化
其原動力毋庸置疑是CPU的進步（即計算機系統(tǒng)的大規(guī)模化和時鐘的高速化）,。車載導航儀的CPU時鐘和內(nèi)存總線時鐘頻率近來得到了快速提高（圖4）,。CPU 時鐘頻率正在逼近上限，今后,，提高性能可能要依賴在一個LSI內(nèi)配置多個CPU的多CPU化進程。而另一方面,，DRAM的內(nèi)存總線還在以不增加位寬的前提下提高性能,，因此，時鐘頻率的上升勢不可擋,。
圖4：車載導航儀用CPU/DRAM的高速化趨勢輻射能的預測趨于重要
芯片面積和時鐘頻率的增加容易導致輻射電磁噪聲增大,。因此，對這些輻射源的輻射進行預測管理會逐漸成為重要環(huán)節(jié),。對于車載導航儀的核心（Navi-Core）,，如圖 5（a）所示，CPU和總線是主要輻射源。由經(jīng)驗可知,，直接來自于CPU的輻射能指標Pc與工作電壓的平方,、工作頻率、芯片面積分別成正比,，這些數(shù)值的積被作為“輻射能指標”應用到了預測管理（圖5（b）注1）之中,。內(nèi)存總線的輻射能指標Pm也同樣與工作電壓的平方、工作頻率,、內(nèi)存總線位寬的積成正比,。
注1）來自CPU的電磁噪聲主要有以下兩個發(fā)生源：（1）來自時鐘線和信號線的輻射，（2）驅(qū)動電路直通電流的輻射,。筆者認為（2）占主要地位,。驅(qū)動電路一般由兩個晶體管的圖騰柱結構組成，在時鐘的邊緣部分存在電流貫穿上下晶體管的時刻,。該直通電流的輻射是過流進入無限接近于0的阻抗時產(chǎn)生的,，遠遠大于（1）中充放電電流流經(jīng)時鐘線和信號線布線時的輻射。因此可以認為,，輻射同樣為（2）較大,。
圖5：車載導航儀的CPU/內(nèi)存總線輻射能