汽車電子化的進展迅速，已經進入了使用電子技術實現高端功能的時代。與此同時，在設計階段便考慮電磁環境的做法也愈發重要。汽車整體和開發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”已經是不可或缺的機制。

這一機制包括了設計技術、EMC對策、系統開發、交流等產品化所需要的技術和體制。如果能夠按照生產一線的實際情況對這些進行恰當的整理，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（車載導航儀）設計一線的經驗為依據，從汽車部件廠商的角度出發，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，車載導航儀的出發點是導航，然后才是通過DSRC（Dedicated Short Range Communications ）、電視、移動網絡等通信手段與車外相連接。現在，車載導航儀已不再是單純的指路工具，而是發展成為了能夠借助各類供應商進行多種內容交換的雙向交流裝置。為了向駕駛員提供安全、放心、便利、舒適的駕駛環境，車載導航儀正在向聯結人與機械（這里指汽車）的HMI（Human Machine InteRFace）中心轉變（圖1）。

               圖1：汽車多媒體全球導航儀從“指路”裝置轉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發展，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重要。比如，當車載導航儀能夠與車輛內各個儀器聯動，協助防止沖撞時，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，隨著車內外網絡的拓展，防止與外部儀器之間相互干擾的EMC技術也愈發重要。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和內存的輻射增大

在這里，讓我們來回顧一下車載導航儀的發展歷史。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，指路實現了語音化。接著，進入2000年以后，與各種網絡服務聯動的多媒體化得到了發展。

為了實現上述進步，車載導航儀的性能得到了穩步提高。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、多媒體型導航儀轉變的過程中實現了大幅度的高速化·高精度化

其原動力毋庸置疑是CPU的進步（即計算機系統的大規模化和時鐘的高速化）。車載導航儀的CPU時鐘和內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內配置多個CPU的多CPU化進程。而另一方面，DRAM的內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節。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生源：（1）來自時鐘線和信號線的輻射，（2）驅動電路直通電流的輻射。筆者認為（2）占主要地位。驅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的阻抗時產生的，遠遠大于（1）中充放電電流流經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/內存總線輻射能