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内建自我诊断功能之电源监控 IC
可支援ADAS 及自驾车功能安全

【作者: ROHM】2019年07月01日 星期一

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近年来,ADAS(先进驾驶辅助系统)和自动驾驶技术正迅速发展,越来越需要有助於防范事故於未然的功能(防撞功能、车道保持功能等)。而对於 所使用的半导体元件,也要求在产品研发时就要考虑到发生问题时如何确保安全性(Fail-safe 失效保护功能),因此在 ECU 等元件上纷 纷配置了有助於实现功能安全的自我诊断功能。


ROHM 於 2017 年率先推出由液晶驱动器和电源 IC 所组成,可支援功能安全的液晶面板晶片组,并於 2018 年取得了国际功 能安全标准「ISO26262」的研发流程认证。此次考虑到系统的安全性和冗馀性,ROHM 研发出内建自我诊断功能的电源监控 IC,将自我诊断功能及 各种监控功能集结在独立的电源监控 IC,而非 ECU 和电源系统 中,即可透过现有的电源系统轻松赋予功能安全性。


ROHM针对 ADAS和 自驾车的感测器/相机、电子动力转向系统等需要高度安全性的车电应用电源系统,研发出 可支援功能安全、并内建自我诊断功能(BIST: built-in self test)的电源监控 IC━BD39040MUF-C。



图一 : 内建自我诊断功能(BIST: built-in self test)的电源监控 IC━BD39040MUF-C
图一 : 内建自我诊断功能(BIST: built-in self test)的电源监控 IC━BD39040MUF-C

与 ADAS 用感测器模组等所搭载的电源系统相比,BD39040MUF-C这款电源监控 IC无需改变现有的电源时序(开启顺序),仅需直接加装即可赋予功能安全所需的监控功能。不仅具备功能安全所必须的电压监测功能(Power Good 功能、复位功能)和 ECU 频率监测 功能(看门狗计时器)等,还在电源监控 IC 中内建了自我诊断功能。


利用 ROHM 独创技 术,对监测功能进行自我诊断,可检查电源监控 IC 本身潜在的故障,且不会对现有系统产生影响,因此有助於构建功 能安全所要求的高度安全系统。不仅如此,产品将这些功能集中在仅 3mm 平方的小型封装中,非常适用於要求小型化的 ADAS 应用。



图二 : 电源监控 IC━BD39040MUF-C的运用示意图
图二 : 电源监控 IC━BD39040MUF-C的运用示意图

技术特色

BD39040MUF-C是一款内建自我诊断功能的电源监控 IC,具有以下特点,有助於建构 ADAS、自动驾驶所需的功能安全系统。



图三 : BD39040MUF-C具有功能安全、高信赖性设计、用途广泛及小型化等四大特色。
图三 : BD39040MUF-C具有功能安全、高信赖性设计、用途广泛及小型化等四大特色。

利用自我诊断功能,提高功能安全所需的可靠性

在功能安全方面,要想突破更高安全性要求等级(ASIL),需要能够检测出电源管理功能本身的潜在故障(隐藏性故障)。例如,如果过电压 监测等监测功能无法检测出异常而发生了故障时,会成为无法被得知的隐藏性故障,这种状态就是无法检测出异常的危险状态。


BD39040MUF-C 采用ROHM独创的电路技术,领先业内首次在电源监控 IC 中内建了自我诊断功能,从而可预知是否存在着潜在故障。另 外,为了提高正常工作时的安全性,对基准电压电路和振荡器电路采用多工、全时相互监测的系统。


灵活支援现有的电源系统

当现有的电源系统要求支援功能安全时,无需改变电源时序,仅需直接加装BD39040MUF-C,即可轻松实现功能安全。另外,ECU 所需的频率监测(看门狗计时器)可通过外接电阻改变监测频率,还可自由设定监测的有效时间 ON/OFF。


不仅如此,该产品采用仅 3mm 平方的小型封装,非常适用於要求小型化的 ADAS 应用。因此,可灵活对应 要求小型化的安全驾驶辅助模组,像是今後在功能安全面需求日益增加的 ADAS 和自动驾驶等。


内建车电电源和 ECU 所需的丰富监测功能

BD39040MUF-C内建丰富的监测功能,如电源所需的过压监测功能、欠压监测功能(Power Good 功能)、ECU 所需 的频率监测(看门狗计时器)和复位功能等,从更广泛的角度支援功能安全的构建。其中,为了提高故障检测灵敏 度,还采用了视窗看门狗计时器来监测频率是否在范围内,实现了高精度的监测。


@[科技小百科] 功能安全


功能安全是「透过监控装置和防护装置等附加功能来降低风险的措施」,是安全措施(出於确保安全的考虑)的一 种。



图四 : 功能安全示意图
图四 : 功能安全示意图

汽车领域的功能安全是指由於电子系统故障等导致功能障碍的情况下,把危险降低到不对人体产生危害的程度而进行的安全保护。汽车的功能安全标准为 ISO26262。而在 IC中经常提到的保护功能是指在 IC内部监测 IC自 身的破坏和误动作,确保 IC 自身安全的功能。


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