ROHM推出内置自我诊断功能的电源监控IC,助力功能安全系统构建

分享到:

全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都)面向ADAS(高级驾驶辅助系统)和自动驾驶用的传感器/摄像头、电动助力转向系统等需要极高安全性的车载应用电源系统,开发出支持功能安全*1的、内置自我诊断功能(BIST: built-in self test)的电源监控IC “BD39040MUF-C”。

VQFN16FV3030


与ADAS用传感器模块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),仅需直接外置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的频率监测功能(看门狗定时器)等,还在电源监控IC中内置了自我诊断功能。利用ROHM独有的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,非常有助于构建功能安全所要求的更安全的系统。不仅如此,将这些功能集成在仅3mm见方的小型封装中,非常适用于要求小型化的ADAS应用中。
本产品已于2019年2月开始出售样品(样品价格500日元/个,不含税),预计将于2019年8月开始暂以月产10万个的规模投入量产。前期工序的生产基地为ROHM Hamamatsu Co.,Ltd.(日本滨松市),后期工序的生产基地为ROHM Electronics Philippines Inc.(菲律宾)。
未来ROHM将继续开发有助于实现系统优化以及进一步节能的产品,不断为ADAS和自动驾驶等汽车技术创新贡献力量。

<背景>

电源监控IC新产品“BD39040MUF-C”的应用示意图

近年来,汽车领域的ADAS和自动驾驶技术的创新正在迅速发展,越来越需要有助于防事故于未然的功能(防撞功能、车道保持功能等)。与此同时,对于所搭载的半导体,要求在产品开发时就要考虑到发生问题时如何确保安全(Fail-safe失效保护功能),以ECU为主纷纷配置自我诊断等有助于实现功能安全的功能。

ROHM于2017年在业内率先推出由液晶驱动器和电源IC等组成的支持功能安全的液晶面板芯片组,于2018年取得了国际功能安全标准“ISO26262”的开发流程认证,并一直在推进支持汽车功能安全的产品开发。此次,考虑到系统的安全性和冗余性,ROHM开发出内置自我诊断功能的电源监控IC,将自我诊断功能和各种监控功能集成在独立的电源监控IC中而非ECU和电源中,可轻松赋予现有电源功能安全性。

<特点详情>

BD39040MUF-C”是一款内置自我诊断功能的电源监控IC,具有以下特点,有助于建立ADAS、自动驾驶所需的功能安全系统。

1. 利用自我诊断功能,提高功能安全所需的可靠性

电源监控IC BD39040MUF-C

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(隐藏故障)。比如,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,会成为无法知道的隐藏故障,这种状态就是无法检测出异常的危险状态
BD39040MUF-C采用ROHM独有的电路技术,业内首次在电源监控IC中内置了自我诊断功能,从而可预先通知是否存在潜在故障。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路复用、始终相互监测的系统。

2. 灵活支持现有的电源系统

当现有的电源系统要求支持功能安全时,无需改变电源时序,仅需直接外置BD39040MUF-C,即可轻松实现功能安全。另外,ECU所需的频率监测(看门狗定时器)可通过外置电阻改变监测频率,还可自由设置监测的有效时间ON/OFF。不仅如此,该产品采用仅3mm见方的小型封装,非常适用于要求小型化的ADAS类应用。因此,可灵活应对要求小型化的安全驾驶辅助模块,比如未来功能安全的需求日益增加的ADAS和自动驾驶等。

3. 内置车载电源和ECU所需的丰富监测功能

BD39040MUF-C内置丰富的监测功能,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(看门狗定时器)和复位功能等,从更广的角度支持功能安全的构建。其中,为了提高故障检测灵敏度,采用了窗口看门狗定时器来监测频率是否在范围内,实现了高精度的监测。

<应用示例>

◇ADAS和自动驾驶的传感器、摄像头、雷达 ◇引擎控制单元 ◇电动助力转向系统
◇仪表盘、LCD面板 ◇信息娱乐系统 ◇车灯等需要支持ASIL-B以上的功能安全的电源系统。

<新产品的功能概要>

◇输入电压范围: 2.7V~5.5V
◇内置自我诊断功能(BIST)
◇内置复位功能(过压监测功能、欠压监测功能)
◇内置4通道电压监测功能(过压监测功能、欠压监测功能)
◇内置基准电压相互监测功能
◇内置振荡频率相互监测功能
◇内置窗口式看门狗定时器(WDT)
(可通过外置电阻设置监测时间,可设置WDT有效时间ON/OFF)
可利用WDOUT引脚来检测WDT输入信号的电源故障检测、接地故障检测
◇满足AEC-Q100标准(Grade 1)

<术语解说>

*1)  功能安全

功能安全示意图
功能安全是“通过监控设备和防护设备等附加功能来降低风险的措施”,是安全措施(出于确保安全的考虑)的一种。汽车领域的功能安全是指由于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。
继续阅读
汽车传感器科普

先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistant System),简称ADAS,是利用安装于车上的各式各样的传感器, 在第一时间收集车内外的环境数据, 进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理, 从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险, 以引起注意和提高安全性的主动安全技术。

自动驾驶路线之争:纯视觉方案vs多传感器融合方案

自1939年通用汽车公司面向全球展示世界上第一辆自动驾驶概念车,此后的八十多年里,全球各大科技公司和车企陆续将传感器、摄像头、计算芯片、存储芯片等塞进车子里,并不断在轨道、沙漠等特定场景下去尝试自动驾驶。时至今日,厂商已经在一点点让自动驾驶渗透到家用车市场,并致力于在这个领域实现更高级别的自动驾驶。

语音合成LSI需求上涨,ADAS语音输出大有潜力

随着语音合成LSI需求上涨,ADAS语音输出的潜力也是被逐渐挖掘了出来。伴随着自动紧急制动系统(AEBS)相关法律法规的实施,以及市场上ADAS警告类型的增加,市场对车内语音的需求也水涨船高,同时也对硬件系统的响应性能和速度提出了更高的要求。这时,通过有效的使用语音合成LSI,能够大大减少主控MCU的负荷,降低软件设计的复杂难度,有助于提高车载语音整体的输出系统的品质。

自动驾驶技术还需要克服哪些问题?

当前,自动驾驶技术发展得如火如茶。如果说新能源车改变了车辆的驱动方式,那么自动驾驶则彻底颠覆了人们的出行生活。我们试想一下,当我们坐进车内,只需要输入目的地,开启自动驾驶功能后,车辆便可规划最佳路线,自动行驶;还可以自动为我们寻找最近的停车点,等等。相信这样的出行生活,所有人都会为之向往。但是目前自动驾驶技术,还处于刚刚起步阶段 ,还需要完善相关标准体系,也面临着许多不可避免的问题。

自动驾驶中常用融合算法

因为多传感器的使用会产生大量需要处理的数据,因此通常通过融合算法来对数据进行优化。不同传感器采集到的信息可能相互之间可能会不同甚至是有矛盾,使用融合算法可以帮我们弄懂如何保证系统能够准确处理这些数据,使系统最终做出及时、正确的决策,这非常重要。