對電源管理設(shè)計中的功能安全和狀態(tài)機進行詳細(xì)說明

第第頁對電源管理設(shè)計中的功能安全和狀態(tài)機進行詳細(xì)說明在整車（電源管理）中，IC需要將多軌降壓、升壓和（LDO）穩(wěn)壓功能與每個電軌的參數(shù)，以及與其他電軌間交互的復(fù)雜可配置能力整合在一起。對于智駕系統(tǒng)設(shè)計人員而言，都需要清楚，穩(wěn)定、準(zhǔn)確、高效的直流(（DC）)供電軌是實現(xiàn)系統(tǒng)可靠、一致運行的必要條件。通常由（DC/DC）（開關(guān)穩(wěn)壓器）（轉(zhuǎn)換器）和低壓降穩(wěn)壓器(LDO)組合提供各種電壓，每一個穩(wěn)壓器都與其所支持電軌的特定電壓、（電流）、精度、噪聲、瞬態(tài)響應(yīng)以及其他需求相匹配。

前文對智駕系統(tǒng)的整個（電源）設(shè)計進行了詳細(xì)說明，但是考慮到電源設(shè)計在實際應(yīng)用中還需要充分考慮這個電源管理的狀態(tài)設(shè)計，以及從狀態(tài)設(shè)計中衍生出的功能安全設(shè)計。首先，整個電源管理的狀態(tài)是需要根據(jù)對應(yīng)用芯片的供電能力進行適配的；其次，在電源適配過程中，還需要在防錯、糾呆上做出合理的設(shè)計。因此，本文將接續(xù)前文對電源管理設(shè)計中的功能安全和狀態(tài)機進行詳細(xì)說明。

電源管理模塊中的功能安全設(shè)計

通常情況，對于電源管理的整個模塊而言，其功能安全設(shè)計等級一般需要達(dá)到ASIL-B以上。這一過程需要充分考慮到電源管理模塊（主要是PMIC、LDO等）是如何進行電源輸出流分配、過壓監(jiān)測、低壓預(yù)警以及電壓供給模塊失效后的處理策略等。

如下表示了PMIC在智駕系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計的要素說明，以及對應(yīng)的電源分布式（網(wǎng)絡(luò)）設(shè)計能力要求。

PMIC內(nèi)部過壓和欠壓監(jiān)控及其各自的監(jiān)控閾值水平是默認(rèn)啟用的，整車啟動后可通過（I2C）更新。PMIC電源軌直接連接到默認(rèn)狀態(tài)下的監(jiān)視處理器，而不是直接監(jiān)控通過負(fù)載開關(guān)供電的軌道。在為處理器的（MCU）I/O供電的負(fù)載開關(guān)輸出電壓時，建議將POK監(jiān)視器內(nèi)置于處理器的VDDSHV0_MCU電壓域中來使用。TPS65941212-Q1中未使用的反饋引腳BUCK3的FB_B3可用于監(jiān)控外部降壓穩(wěn)壓器。用于監(jiān)控為主I/O供電的負(fù)載開關(guān)電壓，TPS65941111-Q1中另一個未使用的反饋的引腳（FB_B3或FB_B4）可通過I2C配置并連接到負(fù)載開關(guān)來啟用監(jiān)控模塊。

如下圖，還是以雙PMIC電源管理模塊舉例。PDN在輸入電源和PMIC之間有一個串聯(lián)的外部功率模塊FET。FET前后的電壓由PMIC監(jiān)控，PMIC通過OVPGDRV管腳控制FET。前文所示的MCU和主I/O域供電的負(fù)載開關(guān)、DDR供電的分立式降壓以及為EFUSE供電的分立式LDO都連接在FET之后，這樣可以延長對這些處理器域和分立電源過電壓保護的能力。當(dāng)在輸入電源上（檢測）到大于6V的過壓這一事件時，連接外部處理器的端口FET可以將其串聯(lián)的設(shè)備與PMIC進行快速隔離，以便保護包括來自FET輸出的所有電源軌系統(tǒng)免受損壞。當(dāng)然，在FET上游連接的任何電源也都不受過壓事件的保護。

PMIC內(nèi)部過壓和欠壓監(jiān)控及其各自的監(jiān)控閾值水平是默認(rèn)啟用的，并且可在啟動后通過I2C更新相應(yīng)的監(jiān)控閾值。默認(rèn)情況下，該監(jiān)控控制是直接連接到處理器的PMIC電源軌上的，且可不直接通過負(fù)載開關(guān)供電的軌道來做監(jiān)控。同時，整個I2C控制線可以為處理器的MCUI/O供電的負(fù)載開關(guān)輸出電壓，一個未使用的反饋TPS65941111-Q1的引腳（FB_B3或FB_B4）可通過I2C配置并連接到負(fù)載開關(guān)來啟用整個監(jiān)控。建議使用供電源FB_B3來監(jiān)控外部降壓穩(wěn)壓器LDO，也可用于為主I/O供電的負(fù)載開關(guān)電壓做監(jiān)控。

內(nèi)部（看門狗）在主TPS6594-Q1設(shè)備上