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用復(fù)位IC筑起安全高墻并加速汽車智能化落地
2022/9/12 8:56:21    
全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命正悄悄來臨,電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)。在汽車新四化的推動(dòng)之下,汽車電子電氣架構(gòu)從原來的分布式逐漸向跨域集中式和車輛集中式不斷演進(jìn),汽車電子軟件架構(gòu)不斷升級(jí),軟件與硬件分層解耦,軟件定義汽車的時(shí)代即將到來。汽車智能化跑出加速度,中國的新能源車市場(chǎng)向好,ADAS功能搭載率不斷攀升,L2正在成為標(biāo)配,L3開始量產(chǎn)上車。


汽車智能化趨勢(shì)下,功能安全成為行業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)


隨著汽車智能化的推進(jìn)以及自動(dòng)駕駛技術(shù)創(chuàng)新的日新月異,安全成為行業(yè)不約而同的關(guān)注焦點(diǎn)。安全分為兩種,一種是本質(zhì)安全,另一種是功能安全。本質(zhì)安全是通過消除危險(xiǎn)原因來確保安全的方法;而功能安全是通過功能方面的努力將風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受水平來確保安全的方法。本質(zhì)安全可以確保絕對(duì)的安全性,但是成本往往很高;相比之下,功能安全的成本較低,但在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到當(dāng)附加的功能發(fā)生故障時(shí)應(yīng)如何確保安全。

舉個(gè)例子,在鐵路和道路交叉口,如果采用建立交橋的方法將鐵路和道路分開,從物理上避免火車和汽車碰撞的方法,這是一種本質(zhì)安全的思路。而如果通過在道路與鐵路的交叉處設(shè)置警報(bào)器和欄桿,在鐵路上安裝傳感器,當(dāng)傳感器檢測(cè)到火車接近時(shí),警報(bào)器響起,并降下欄桿,當(dāng)另外的傳感器檢測(cè)到火車已經(jīng)通過時(shí),警報(bào)器停止,并升起欄桿,雖然道路與鐵路在物理上仍然交叉,但可通過設(shè)置鐵路道口的方法將汽車和火車相撞的風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的水平,這就是功能安全的思路。當(dāng)然,在這個(gè)案例中,如果傳感器損壞,那么在火車接近時(shí),警報(bào)器和欄桿就不會(huì)工作,這是一種“危險(xiǎn)”狀態(tài),因此就需要加入傳感器的自我診斷或者雙傳感器的冗余設(shè)計(jì),來確保即使傳感器損壞也不會(huì)引發(fā)危險(xiǎn)狀態(tài)的設(shè)計(jì),這就是故障安全(Fail Safe)的思路。

由此可知,功能安全其實(shí)就是基于“人會(huì)犯錯(cuò)”、“東西會(huì)損壞”思路之下的一種設(shè)計(jì),而功能安全通常要同時(shí)考慮到“系統(tǒng)性故障”和“隨機(jī)性故障”這兩方面,來確保沒有系統(tǒng)性的Bug,以及當(dāng)隨機(jī)性故障發(fā)生時(shí)不會(huì)對(duì)人造成傷害。在中國,ISO 26262(功能安全)已納入推薦性國家標(biāo)準(zhǔn),ISO 26262的第一版中文譯本GB/T 34590已于2018年5月起開始施行。

當(dāng)然,不止汽車領(lǐng)域有這個(gè)要求,很多工業(yè)場(chǎng)景同樣對(duì)安全性要求非常高。為了構(gòu)建更安全的系統(tǒng),必須在設(shè)備開發(fā)過程中就要考慮到在發(fā)生問題時(shí)如何確保安全,這意味著故障安全和功能安全是貫穿設(shè)備開發(fā)全流程的。


復(fù)位IC為汽車和工業(yè)用設(shè)備安全保駕護(hù)航


講到汽車和工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)設(shè)備安全性的需求,就不得不提到對(duì)系統(tǒng)電源電壓進(jìn)行監(jiān)控的重要性,而復(fù)位IC是電壓監(jiān)控電路中不可或缺的產(chǎn)品之一,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于EV/HEV逆變器、引擎控制單元、ADAS、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車空調(diào)、FA設(shè)備、計(jì)量儀器、伺服系統(tǒng)、各種傳感器系統(tǒng)等需要對(duì)電子電路進(jìn)行電壓監(jiān)控的各種車載和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用中。

面向該市場(chǎng)需求,羅姆推出了1000多種復(fù)位IC,2021年度,在低電壓范圍的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域,創(chuàng)造了2.5億枚的年出貨量記錄。就在近期,羅姆還開發(fā)出了一款高精度、超低功耗且支持40V電壓的窗口型復(fù)位IC“BD48HW0G-C”。

那么什么是復(fù)位IC呢?復(fù)位IC是一種開關(guān)IC,可用于電子電路的電壓監(jiān)控,當(dāng)檢測(cè)到被監(jiān)控的電壓超過閾值時(shí)就會(huì)通過改變輸出而達(dá)到復(fù)位操作的效果,因此具有通過與微控制器合作來確保系統(tǒng)安全的作用。就好比河里的水位報(bào)警器,當(dāng)河水漫過最高警戒線或低于最低警戒線時(shí)都要拉響警報(bào),并觸發(fā)放水或蓄水動(dòng)作,而這里的水位傳感器就好比電路中的復(fù)位IC,起到的效果是一樣的。

同樣是復(fù)位IC,為什么要有這么多類型?羅姆最新推出的復(fù)位IC “BD48HW0G-C”又有什么特色或優(yōu)勢(shì)呢?由于應(yīng)用場(chǎng)景的不同,系統(tǒng)電路對(duì)復(fù)位IC精度、功耗、工作電壓、功能安全、監(jiān)控電壓范圍、欠壓/過壓檢測(cè)等需求都不一樣,因此需要開發(fā)出不同的復(fù)位IC來匹配相應(yīng)的市場(chǎng)需求。查詢進(jìn)一步信息,請(qǐng)?jiān)L問官方網(wǎng)站http://www.rohm.com.cn/news-detail?news-title=2022-09-08_news&defaultGroupId=false。(Donna Zhang,張底剪報(bào))
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