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內建自我診斷功能之電源監控 IC
可支援ADAS 及自駕車功能安全

【作者: ROHM】   2019年07月01日 星期一

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近年來,ADAS(先進駕駛輔助系統)和自動駕駛技術正迅速發展,越來越需要有助於防範事故於未然的功能(防撞功能、車道保持功能等)。而對於 所使用的半導體元件,也要求在產品研發時就要考慮到發生問題時如何確保安全性(Fail-safe 失效保護功能),因此在 ECU 等元件上紛 紛配置了有助於實現功能安全的自我診斷功能。


ROHM 於 2017 年率先推出由液晶驅動器和電源 IC 所組成,可支援功能安全的液晶面板晶片組,並於 2018 年取得了國際功 能安全標準「ISO26262」的研發流程認證。此次考慮到系統的安全性和冗餘性,ROHM 研發出內建自我診斷功能的電源監控 IC,將自我診斷功能及 各種監控功能集結在獨立的電源監控 IC,而非 ECU 和電源系統 中,即可透過現有的電源系統輕鬆賦予功能安全性。


ROHM針對 ADAS和 自駕車的感測器/相機、電子動力轉向系統等需要高度安全性的車電應用電源系統,研發出 可支援功能安全、並內建自我診斷功能(BIST: built-in self test)的電源監控 IC-BD39040MUF-C。



圖一 : 內建自我診斷功能(BIST: built-in self test)的電源監控 IC-BD39040MUF-C
圖一 : 內建自我診斷功能(BIST: built-in self test)的電源監控 IC-BD39040MUF-C

與 ADAS 用感測器模組等所搭載的電源系統相比,BD39040MUF-C這款電源監控 IC無需改變現有的電源時序(開啟順序),僅需直接加裝即可賦予功能安全所需的監控功能。不僅具備功能安全所必須的電壓監測功能(Power Good 功能、復位功能)和 ECU 頻率監測 功能(看門狗計時器)等,還在電源監控 IC 中內建了自我診斷功能。


利用 ROHM 獨創技 術,對監測功能進行自我診斷,可檢查電源監控 IC 本身潛在的故障,且不會對現有系統產生影響,因此有助於構建功 能安全所要求的高度安全系統。不僅如此,產品將這些功能集中在僅 3mm 平方的小型封裝中,非常適用於要求小型化的 ADAS 應用。



圖二 : 電源監控 IC-BD39040MUF-C的運用示意圖
圖二 : 電源監控 IC-BD39040MUF-C的運用示意圖

技術特色

BD39040MUF-C是一款內建自我診斷功能的電源監控 IC,具有以下特點,有助於建構 ADAS、自動駕駛所需的功能安全系統。



圖三 : BD39040MUF-C具有功能安全、高信賴性設計、用途廣泛及小型化等四大特色。
圖三 : BD39040MUF-C具有功能安全、高信賴性設計、用途廣泛及小型化等四大特色。

利用自我診斷功能,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級(ASIL),需要能夠檢測出電源管理功能本身的潛在故障(隱藏性故障)。例如,如果過電壓 監測等監測功能無法檢測出異常而發生了故障時,會成為無法被得知的隱藏性故障,這種狀態就是無法檢測出異常的危險狀態。


BD39040MUF-C 採用ROHM獨創的電路技術,領先業內首次在電源監控 IC 中內建了自我診斷功能,從而可預知是否存在著潛在故障。另 外,為了提高正常工作時的安全性,對基準電壓電路和振盪器電路採用多工、全時相互監測的系統。


靈活支援現有的電源系統

當現有的電源系統要求支援功能安全時,無需改變電源時序,僅需直接加裝BD39040MUF-C,即可輕鬆實現功能安全。另外,ECU 所需的頻率監測(看門狗計時器)可通過外接電阻改變監測頻率,還可自由設定監測的有效時間 ON/OFF。


不僅如此,該產品採用僅 3mm 平方的小型封裝,非常適用於要求小型化的 ADAS 應用。因此,可靈活對應 要求小型化的安全駕駛輔助模組,像是今後在功能安全面需求日益增加的 ADAS 和自動駕駛等。


內建車電電源和 ECU 所需的豐富監測功能

BD39040MUF-C內建豐富的監測功能,如電源所需的過壓監測功能、欠壓監測功能(Power Good 功能)、ECU 所需 的頻率監測(看門狗計時器)和復位功能等,從更廣泛的角度支援功能安全的構建。其中,為了提高故障檢測靈敏 度,還採用了視窗看門狗計時器來監測頻率是否在範圍內,實現了高精度的監測。


@[科技小百科] 功能安全


功能安全是「透過監控裝置和防護裝置等附加功能來降低風險的措施」,是安全措施(出於確保安全的考慮)的一 種。



圖四 : 功能安全示意圖
圖四 : 功能安全示意圖

汽車領域的功能安全是指由於電子系統故障等導致功能障礙的情況下,把危險降低到不對人體產生危害的程度而進行的安全保護。汽車的功能安全標準為 ISO26262。而在 IC中經常提到的保護功能是指在 IC內部監測 IC自 身的破壞和誤動作,確保 IC 自身安全的功能。


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