ECU安全电源中缺失的一环

过去，为电子控制单元（ECU）上的给定微控制器和外设指定电源管理方法相对容易。然而，随着汽车系统复杂性呈指数级增长，设计人员面临着许多挑战。他们现在需要的设备是直观、可互换的，并且能够促进针对电源管理和功能安全的平台开发。
 

随着高计算性能MCU和片上系统（SOC）的使用，汽车系统的复杂性不断增加，可提供一些创新的应用和功能，如电气化、ADA和区域/域控制器。但是，如何安全高效地为所有不同的处理器和系统外设或高计算SOC供电，同时实现复杂的上电和断电顺序，简化电路板设计，结合可扩展性，并降低电源热点引起的可靠性故障风险。未来回答这些问题，我们要分析一下电源管理方法的一些关键要素。

电源管理IC或分立器件

如今，汽车行业的快节奏意味着设计可以在整个汽车系列中进行复制，但略有不同。首先选择复制的是处理器，然后是电源管理方面。分立方法在布局和电路板布局方面提供了电源可扩展性和灵活性，但随着解决方案变得越来越复杂，还需要定序器等其他组件、电压监控和诊断需求。此外，还需要一个小型安全MCU及其软件来管理看门狗和系统安全反应。基于电源管理IC（PMIC）或系统基础芯片（SBC）的解决方案将在一个设备中支持这一整套的功能，而不会影响可扩展性，并且易于设计。

电源平台的SBC和PMIC

为了应对汽车系统不断增加的复杂性，设计人员才决定使用SBC IC或PMIC。由于系统的不同，需要将电源从电池传输到多个低压域。将电源切换到分布式电源架构后，解决了12V/24V主电池电源和标准5V汽车电源轨的许多设计限制。
 
在分布式电源架构下，可以组合并配置高压SBC/PMIC（12/24V）和多个低压PMIC（5V），以满足多种电源需求。只需增加仍由我们的高压SBC/PMIC供电的低压PMIC的数量，即可创建额外的电源轨。

 

全面的功能安全

在恩智浦，我们非常清楚硬件工程师必须满足的系统安全要求。因此，我们开发BYLink解决方案时，考虑到智能安全机制中较高安全完整性等级的原因。我们的产品组合由不同的引脚和软件兼容的IC风格组成，可实现客户平台方法，并满足不同的安全要求，如：QM/ASIL B和ASIL D。采用多PMIC系统解决方案，并得益于BYLink概念，促进了安全集成，消除了这种复杂安全系统可能带来的所有障碍。虽然单个低压PMIC可以达到QM或ASIL B级，但整个电源域ECU可以通过主高压PMIC获得ASIL D级，因为它负责监控临界电压和安全MCU，并在系统发生故障时将系统转换到安全状态。

 

同步测序

系统复杂性的另一个挑战是初始化不同控制器和外设所需的上电和断电顺序的同步。可编程的上电/断电定序器嵌入在每个设备中，可配置来微调顺序时间，是灵活性和最小化系统BOM的理想选择。
 
在分布式架构中，设备应该如何同步？
 
恩智浦新的BYLink概念有助于确保所有设备之间的同步，避免任何外部额外组件。借助这种高性价比的可靠解决方案，可以物理分离各个设备，减少主要发热点，因为热管理处于ECU级别。

 

恩智浦的可扩展、可扩容的安全BYLink系统电源平台就是解决方案

在通用IC封装中实现可扩展的电源轨，同时为设备之间的软件可移植性共享了熟悉的配置界面。这些电源管理构件通过级联系统PMIC提供设计灵活性和可扩展性，本质上表现为单一电源解决方案。有了新的BYLink平台，我们能够为安全和可配置的电源管理设计提供简单而重要的链接。
 

关于作者：

Jean-Philippe Meunier，恩智浦半导体先进电力系统ADAS部门经理。他于1999年加入恩智浦，拥有微电子学硕士学位，职业生涯专注于汽车市场的电子和半导体业务，曾担任过产品工程、项目管理、系统和安全架构师等多个职位，最近还担任过系统和安全解决方案经理。他现在是恩智浦先进电力系统部的ADAS部门经理。