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ROHM推出內置自我診斷功能的電源監控IC,助力功能安全系統構建

2019年5月28日

<概要>

VQFN16FV3030

全球知名半導體制造商ROHM(總部位于日本京都)面向ADAS(高級駕駛輔助系統)和自動駕駛用的傳感器/攝像頭、電動助力轉向系統等需要極高安全性的車載應用電源系統,開發出支持功能安全*1的、內置自我診斷功能(BIST: built-in self test)的電源監控IC “BD39040MUF-C”。
與ADAS用傳感器模塊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(開啓順序),僅需直接外置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、複位功能)和ECU的頻率監測功能(看門狗定時器)等,還在電源監控IC中內置了自我診斷功能。利用ROHM獨有的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,且不會對現有系統産生影響,因此,非常有助于構建功能安全所要求的更安全的系統。不僅如此,將這些功能集成在僅3mm見方的小型封裝中,非常適用于要求小型化的ADAS應用中。
本産品已于2019年2月開始出售樣品(樣品價格500日元/個,不含稅),預計將于2019年8月開始暫以月産10萬個的規模投入量産。前期工序的生産基地爲ROHM Hamamatsu Co.,Ltd.(日本濱松市),後期工序的生産基地爲ROHM Electronics Philippines Inc.(菲律賓)。
未來ROHM將繼續開發有助于實現系統優化以及進一步節能的産品,不斷爲ADAS和自動駕駛等汽車技術創新貢獻力量。

<背景>

電源監控IC新産品“BD39040MUF-C”的應用示意圖

近年來,汽車領域的ADAS和自動駕駛技術的創新正在迅速發展,越來越需要有助于防事故于未然的功能(防撞功能、車道保持功能等)。與此同時,對于所搭載的半導體,要求在産品開發時就要考慮到發生問題時如何確保安全(Fail-safe失效保護功能),以ECU爲主紛紛配置自我診斷等有助于實現功能安全的功能。

ROHM于2017年在業內率先推出由液晶驅動器和電源IC等組成的支持功能安全的液晶面板芯片組,于2018年取得了國際功能安全標准“ISO26262”的開發流程認證,並一直在推進支持汽車功能安全的産品開發。此次,考慮到系統的安全性和冗余性,ROHM開發出內置自我診斷功能的電源監控IC,將自我診斷功能和各種監控功能集成在獨立的電源監控IC中而非ECU和電源中,可輕松賦予現有電源功能安全性。

<特點詳情>

BD39040MUF-C”是一款內置自我診斷功能的電源監控IC,具有以下特點,有助于建立ADAS、自動駕駛所需的功能安全系統。

1. 利用自我診斷功能,提高功能安全所需的可靠性

電源監控IC BD39040MUF-C

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(隱藏故障)。比如,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,會成爲無法知道的隱藏故障,這種狀態就是無法檢測出異常的危險狀態
BD39040MUF-C采用ROHM獨有的電路技術,業內首次在電源監控IC中內置了自我診斷功能,從而可預先通知是否存在潛在故障。另外,爲了提高正常工作時的安全性,對基准電壓電路和振蕩器電路采用多路複用、始終相互監測的系統。

2. 靈活支持現有的電源系統

當現有的電源系統要求支持功能安全時,無需改變電源時序,僅需直接外置BD39040MUF-C,即可輕松實現功能安全。另外,ECU所需的頻率監測(看門狗定時器)可通過外置電阻改變監測頻率,還可自由設置監測的有效時間ON/OFF。不僅如此,該産品采用僅3mm見方的小型封裝,非常適用于要求小型化的ADAS類應用。因此,可靈活應對要求小型化的安全駕駛輔助模塊,比如未來功能安全的需求日益增加的ADAS和自動駕駛等。

3. 內置車載電源和ECU所需的豐富監測功能

BD39040MUF-C內置豐富的監測功能,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(看門狗定時器)和複位功能等,從更廣的角度支持功能安全的構建。其中,爲了提高故障檢測靈敏度,采用了窗口看門狗定時器來監測頻率是否在範圍內,實現了高精度的監測。

<應用示例>

◇ADAS和自動駕駛的傳感器、攝像頭、雷達 ◇引擎控制單元 ◇電動助力轉向系統
◇儀表盤、LCD面板 ◇信息娛樂系統 ◇車燈
等需要支持ASIL-B以上的功能安全的電源系統。

<新産品的功能概要>

◇輸入電壓範圍: 2.7V~5.5V
◇內置自我診斷功能(BIST)
◇內置複位功能(過壓監測功能、欠壓監測功能)
◇內置4通道電壓監測功能(過壓監測功能、欠壓監測功能)
◇內置基准電壓相互監測功能
◇內置振蕩頻率相互監測功能
◇內置窗口式看門狗定時器(WDT)
(可通過外置電阻設置監測時間,可設置WDT有效時間ON/OFF)
可利用WDOUT引腳來檢測WDT輸入信號的電源故障檢測、接地故障檢測
◇滿足AEC-Q100標准(Grade 1)

<術語解說>

*1)  功能安全

功能安全示意圖
功能安全是“通過監控設備和防護設備等附加功能來降低風險的措施”,是安全措施(出于確保安全的考慮)的一種。汽車領域的功能安全是指由于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産生危害的程度而進行的安全保護。汽車的功能安全標准爲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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