對電源管理設計中的功能安全和狀態(tài)機進行詳細說明

第第頁對電源管理設計中的功能安全和狀態(tài)機進行詳細說明在整車（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雜可配置能力整合在一起。對于智駕系統(tǒng)設計人員而言，都需要清楚，穩(wěn)定、準確、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）（開關穩(wěn)壓器）（轉換器）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)響應以及其他需求相匹配。

前文對智駕系統(tǒng)的整個（電源）設計進行了詳細說明，但是考慮到電源設計在實際應用中還需要充分考慮這個電源管理的狀態(tài)設計，以及從狀態(tài)設計中衍生出的功能安全設計。首先，整個電源管理的狀態(tài)是需要根據(jù)對應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計。因此，本文將接續(xù)前文對電源管理設計中的功能安全和狀態(tài)機進行詳細說明。

電源管理模塊中的功能安全設計

通常情況，對于電源管理的整個模塊而言，其功能安全設計等級一般需要達到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)架構設計的要素說明，以及對應的電源分布式（網(wǎng)絡）設計能力要求。

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狀態(tài)下的監(jiān)視處理器，而不是直接監(jiān)控通過負載開關供電的軌道。在為處理器的（MCU）I/O供電的負載開關輸出電壓時，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供電的負載開關電壓，TPS65941111-Q1中另一個未使用的反饋的引腳（FB_B3或FB_B4）可通過I2C配置并連接到負載開關來啟用監(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域供電的負載開關、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)控閾值水平是默認啟用的，并且可在啟動后通過I2C更新相應的監(jiān)控閾值。默認情況下，該監(jiān)控控制是直接連接到處理器的PMIC電源軌上的，且可不直接通過負載開關供電的軌道來做監(jiān)控。同時，整個I2C控制線可以為處理器的MCUI/O供電的負載開關輸出電壓，一個未使用的反饋TPS65941111-Q1的引腳（FB_B3或FB_B4）可通過I2C配置并連接到負載開關來啟用整個監(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供電的負載開關電壓做監(jiān)控。

內(nèi)部（看門狗）在主TPS6594-Q1設備上