侵權投訴

ECU安全電源中缺失的一環

荷葉塘 ? 2021-09-15 17:56 ? 次閱讀

過去,為電子控制單元(ECU)上的給定微控制器和外設指定電源管理方法相對容易。然而,隨著汽車系統復雜性呈指數級增長,設計人員面臨著許多挑戰。他們現在需要的設備是直觀、可互換的,并且能夠促進針對電源管理和功能安全的平臺開發。


隨著高計算性能MCU和片上系統(SOC)的使用,汽車系統的復雜性不斷增加,可提供一些創新的應用和功能,如電氣化、ADA和區域/域控制器。但是,如何安全高效地為所有不同的處理器和系統外設或高計算SOC供電,同時實現復雜的上電和斷電順序,簡化電路板設計,結合可擴展性,并降低電源熱點引起的可靠性故障風險。未來回答這些問題,我們要分析一下電源管理方法的一些關鍵要素。

電源管理IC或分立器件

如今,汽車行業的快節奏意味著設計可以在整個汽車系列中進行復制,但略有不同。首先選擇復制的是處理器,然后是電源管理方面。分立方法在布局和電路板布局方面提供了電源可擴展性和靈活性,但隨著解決方案變得越來越復雜,還需要定序器等其他組件、電壓監控和診斷需求。此外,還需要一個小型安全MCU及其軟件來管理看門狗和系統安全反應。基于電源管理IC(PMIC)或系統基礎芯片(SBC)的解決方案將在一個設備中支持這一整套的功能,而不會影響可擴展性,并且易于設計。

電源平臺的SBC和PMIC

為了應對汽車系統不斷增加的復雜性,設計人員才決定使用SBC IC或PMIC。由于系統的不同,需要將電源從電池傳輸到多個低壓域。將電源切換到分布式電源架構后,解決了12V/24V主電池電源和標準5V汽車電源軌的許多設計限制。

在分布式電源架構下,可以組合并配置高壓SBC/PMIC(12/24V)和多個低壓PMIC(5V),以滿足多種電源需求。只需增加仍由我們的高壓SBC/PMIC供電的低壓PMIC的數量,即可創建額外的電源軌。

全面的功能安全

在恩智浦,我們非常清楚硬件工程師必須滿足的系統安全要求。因此,我們開發BYLink解決方案時,考慮到智能安全機制中較高安全完整性等級的原因。我們的產品組合由不同的引腳和軟件兼容的IC風格組成,可實現客戶平臺方法,并滿足不同的安全要求,如:QM/ASIL B和ASIL D。采用多PMIC系統解決方案,并得益于BYLink概念,促進了安全集成,消除了這種復雜安全系統可能帶來的所有障礙。雖然單個低壓PMIC可以達到QM或ASIL B級,但整個電源域ECU可以通過主高壓PMIC獲得ASIL D級,因為它負責監控臨界電壓和安全MCU,并在系統發生故障時將系統轉換到安全狀態。

同步測序

系統復雜性的另一個挑戰是初始化不同控制器和外設所需的上電和斷電順序的同步。可編程的上電/斷電定序器嵌入在每個設備中,可配置來微調順序時間,是靈活性和最小化系統BOM的理想選擇。

在分布式架構中,設備應該如何同步?

恩智浦新的BYLink概念有助于確保所有設備之間的同步,避免任何外部額外組件。借助這種高性價比的可靠解決方案,可以物理分離各個設備,減少主要發熱點,因為熱管理處于ECU級別。

恩智浦的可擴展、可擴容的安全BYLink系統電源平臺就是解決方案

在通用IC封裝中實現可擴展的電源軌,同時為設備之間的軟件可移植性共享了熟悉的配置界面。這些電源管理構件通過級聯系統PMIC提供設計靈活性和可擴展性,本質上表現為單一電源解決方案。有了新的BYLink平臺,我們能夠為安全和可配置的電源管理設計提供簡單而重要的鏈接。

關于作者:

Jean-Philippe Meunier,恩智浦半導體先進電力系統ADAS部門經理。他于1999年加入恩智浦,擁有微電子學碩士學位,職業生涯專注于汽車市場的電子和半導體業務,曾擔任過產品工程、項目管理、系統和安全架構師等多個職位,最近還擔任過系統和安全解決方案經理。他現在是恩智浦先進電力系統部的ADAS部門經理。

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