ECU安全電源中缺失的一環(huán)

過去，為電子控制單元（ECU）上的給定微控制器和外設(shè)指定電源管理方法相對(duì)容易。然而，隨著汽車系統(tǒng)復(fù)雜性呈指數(shù)級(jí)增長，設(shè)計(jì)人員面臨著許多挑戰(zhàn)。他們現(xiàn)在需要的設(shè)備是直觀、可互換的，并且能夠促進(jìn)針對(duì)電源管理和功能安全的平臺(tái)開發(fā)。

隨著高計(jì)算性能MCU和片上系統(tǒng)（SOC）的使用，汽車系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加，可提供一些創(chuàng)新的應(yīng)用和功能，如電氣化、ADA和區(qū)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(tǒng)外設(shè)或高計(jì)算SOC供電，同時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的上電和斷電順序，簡化電路板設(shè)計(jì)，結(jié)合可擴(kuò)展性，并降低電源熱點(diǎn)引起的可靠性故障風(fēng)險(xiǎn)。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(guān)鍵要素。

電源管理IC或分立器件

如今，汽車行業(yè)的快節(jié)奏意味著設(shè)計(jì)可以在整個(gè)汽車系列中進(jìn)行復(fù)制，但略有不同。首先選擇復(fù)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(kuò)展性和靈活性，但隨著解決方案變得越來越復(fù)雜，還需要定序器等其他組件、電壓監(jiān)控和診斷需求。此外，還需要一個(gè)小型安全MCU及其軟件來管理看門狗和系統(tǒng)安全反應(yīng)?；陔娫垂芾鞩C（PMIC）或系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）的解決方案將在一個(gè)設(shè)備中支持這一整套的功能，而不會(huì)影響可擴(kuò)展性，并且易于設(shè)計(jì)。

電源平臺(tái)的SBC和PMIC

為了應(yīng)對(duì)汽車系統(tǒng)不斷增加的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)人員才決定使用SBC IC或PMIC。由于系統(tǒng)的不同，需要將電源從電池傳輸?shù)蕉鄠€(gè)低壓域。將電源切換到分布式電源架構(gòu)后，解決了12V/24V主電池電源和標(biāo)準(zhǔn)5V汽車電源軌的許多設(shè)計(jì)限制。

在分布式電源架構(gòu)下，可以組合并配置高壓SBC/PMIC（12/24V）和多個(gè)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(shù)量，即可創(chuàng)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(tǒng)安全要求。因此，我們開發(fā)BYLink解決方案時(shí)，考慮到智能安全機(jī)制中較高安全完整性等級(jí)的原因。我們的產(chǎn)品組合由不同的引腳和軟件兼容的IC風(fēng)格組成，可實(shí)現(xiàn)客戶平臺(tái)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(tǒng)解決方案，并得益于BYLink概念，促進(jìn)了安全集成，消除了這種復(fù)雜安全系統(tǒng)可能帶來的所有障礙。雖然單個(gè)低壓PMIC可以達(dá)到QM或ASIL B級(jí)，但整個(gè)電源域ECU可以通過主高壓PMIC獲得ASIL D級(jí)，因?yàn)樗?fù)責(zé)監(jiān)控臨界電壓和安全MCU，并在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到安全狀態(tài)。

同步測序

系統(tǒng)復(fù)雜性的另一個(gè)挑戰(zhàn)是初始化不同控制器和外設(shè)所需的上電和斷電順序的同步?？?a target="_blank">編程的上電/斷電定序器嵌入在每個(gè)設(shè)備中，可配置來微調(diào)順序時(shí)間，是靈活性和最小化系統(tǒng)BOM的理想選擇。

在分布式架構(gòu)中，設(shè)備應(yīng)該如何同步？

恩智浦新的BYLink概念有助于確保所有設(shè)備之間的同步，避免任何外部額外組件。借助這種高性價(jià)比的可靠解決方案，可以物理分離各個(gè)設(shè)備，減少主要發(fā)熱點(diǎn)，因?yàn)闊峁芾硖幱贓CU級(jí)別。

恩智浦的可擴(kuò)展、可擴(kuò)容的安全BYLink系統(tǒng)電源平臺(tái)就是解決方案

在通用IC封裝中實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的電源軌，同時(shí)為設(shè)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(gòu)件通過級(jí)聯(lián)系統(tǒng)PMIC提供設(shè)計(jì)靈活性和可擴(kuò)展性，本質(zhì)上表現(xiàn)為單一電源解決方案。有了新的BYLink平臺(tái)，我們能夠?yàn)榘踩涂膳渲玫碾娫垂芾碓O(shè)計(jì)提供簡單而重要的鏈接。

關(guān)于作者：

Jean-Philippe Meunier，恩智浦半導(dǎo)體先進(jìn)電力系統(tǒng)ADAS部門經(jīng)理。他于1999年加入恩智浦，擁有微電子學(xué)碩士學(xué)位，職業(yè)生涯專注于汽車市場的電子和半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，曾擔(dān)任過產(chǎn)品工程、項(xiàng)目管理、系統(tǒng)和安全架構(gòu)師等多個(gè)職位，最近還擔(dān)任過系統(tǒng)和安全解決方案經(jīng)理。他現(xiàn)在是恩智浦先進(jìn)電力系統(tǒng)部的ADAS部門經(jīng)理。