前言

　　近年來，隨著汽車事故預(yù)防措施和自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，對(duì)支持高等級(jí)安全要求（ASIL）的  駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的需求也與日俱增。自動(dòng)駕駛是指由搭載于汽車中的單元代替駕駛員執(zhí)行人類駕駛汽車的四個(gè)要素（通過耳朵和眼睛進(jìn)行“認(rèn)知”，通過大腦進(jìn)行“預(yù)測(cè)”和“判斷”，通過方向盤和油門進(jìn)行“操作”）的駕駛。要想實(shí)現(xiàn)安全的自動(dòng)駕駛，需要準(zhǔn)確的感應(yīng)和及時(shí)的顯示和控制。因此，硬件中攝像頭和傳感器的使用數(shù)量呈增加趨勢(shì)，并且為了能夠準(zhǔn)確地告知情況，對(duì)信息娛樂系統(tǒng)也提出了多功能化要求。

　　在這種情況下，用于實(shí)現(xiàn)安全功能的單元還需要監(jiān)控內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)，并注意因單元故障而導(dǎo)致的功能喪失情況。這也需要電子電路來監(jiān)控每個(gè)單元內(nèi)部的運(yùn)行狀態(tài)，這將使電子電路變得更復(fù)雜，使單元和系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要投入的時(shí)間變得更長(zhǎng)。

　　市場(chǎng)所需的參考設(shè)計(jì)

　　隨著車載單元數(shù)量的增加以及必須通過電子電路實(shí)現(xiàn)的功能的增加，ADAS/信息娛樂系統(tǒng)外圍單元的電子電路需要進(jìn)行以下復(fù)雜的設(shè)計(jì)：

　　l隨著攝像頭和傳感器數(shù)量的增加，需要安裝的電子元器件數(shù)量也在增加，需要供給的電源軌也變得越來越復(fù)雜，因此需要在成本、尺寸和特性方面進(jìn)行優(yōu)化組合。

　　l由于不能犧牲續(xù)航里程，因此就需要高效率的電源系統(tǒng)。

　　l由于除了功能設(shè)計(jì)之外還存在其他設(shè)計(jì)元素（例如CISPR25 Class5的噪聲標(biāo)準(zhǔn)），因此不僅需要設(shè)計(jì)產(chǎn)品本身，還需要設(shè)計(jì)整個(gè)車載單元。

　　l要改進(jìn)單元和系統(tǒng)的安全功能，就需要能夠監(jiān)控電源軌、檢測(cè)電子電路故障并將相應(yīng)信息傳輸給CPU的功能。

　　為了滿足此類市場(chǎng)需求，ROHM開發(fā)了滿足單元設(shè)計(jì)所需設(shè)計(jì)元素的參考設(shè)計(jì)，并開始公開設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

　　參考設(shè)計(jì)“REFRPT001”的概要

　　此次介紹的參考設(shè)計(jì)“REFRPT001”的概要如下：

　　l配備8個(gè)系統(tǒng)的電源功能，涵蓋ADAS/信息娛樂功能所需的電源軌。

　　l  (*1)DC/DC轉(zhuǎn)換器IC采用“BD9P系列”，即使輸入電壓低于設(shè)定的輸出電壓（例如電池啟動(dòng)時(shí)），也可以穩(wěn)定地供電。

　　l二次(*1)DC/DC轉(zhuǎn)換器IC采用“BD9S系列”，該系列產(chǎn)品具有超小型和超高效的特點(diǎn)。

　　l電源監(jiān)控IC采用“BD39040MUF-C”，可以監(jiān)控全部8個(gè)系統(tǒng)的輸出電壓，并具備IC自我診斷功能，有助于提高功能安全等級(jí)。

　　l已完成系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證

　　-已完成標(biāo)準(zhǔn)電氣特性測(cè)試

　　-已完成EMC測(cè)試（在沒有輸入濾波器的條件下，符合CISPR25 Class5要求）

　　-已完成熱測(cè)試（分散配置高效率DC/DC轉(zhuǎn)換器IC，可分散熱量）

　　l所使用的IC和分立元器件均符合車載AEC-Q100和AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)。

　　l主要IC均支持功能安全“FS supportive(*2)”。

　　參考設(shè)計(jì)“REFRPT001”的參考板“REFRPT001-EVK-001”的外觀圖（圖1）和框圖（圖2）如下。假定條件：從2個(gè)系統(tǒng)的  DC/DC轉(zhuǎn)換器“ BD9P系列”分別分支出4個(gè)系統(tǒng)輸出，并為SoC、MCU和CAN設(shè)備供電。另外，由于8個(gè)系統(tǒng)的輸出電源軌均由電源監(jiān)控IC負(fù)責(zé)監(jiān)控，因此有助于提高功能安全系統(tǒng)的等級(jí)。

　　圖1. 參考板“REFRPT001-EVK-001”的外觀圖

　　圖2. 參考設(shè)計(jì)“REFRPT001”的框圖

　　接下來是作為評(píng)估數(shù)據(jù)而公開的EMC測(cè)試結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果可以看出，即使讓整個(gè)參考板運(yùn)行，在沒有輸入濾波器的情況下，EMC輻射噪聲（天線垂直）（圖3）、輻射噪聲（天線水平）（圖4）和傳導(dǎo)噪聲（圖5）均符合CISPR25 Class5標(biāo)準(zhǔn)。在PCB上還預(yù)先預(yù)備了用于增加噪聲特性余量的輸入濾波器安裝圖案，因此還可以針對(duì)會(huì)對(duì)整個(gè)單元的改進(jìn)工作具有重大影響的EMC問題采取增加輸入濾波器的措施。

　　圖3. 輻射噪聲（天線垂直）                                          圖4.輻射噪聲（天線水平）

　　圖5.傳導(dǎo)噪聲

　　全力支持客戶設(shè)計(jì)的內(nèi)容和工具

　　針對(duì)參考設(shè)計(jì)“REFRPT001”，已經(jīng)在ROHM  上公開了以下數(shù)據(jù)作為支持客戶設(shè)計(jì)的開發(fā)工具（內(nèi)容和工具）。

　　l參考框圖 / 參考電路圖 / 零部件清單（BOM）

　　lPCB信息 / Gerber數(shù)據(jù)

　　l測(cè)試  （電氣特性、EMC特性、熱特性）

　　l  的在線仿真工具（參考設(shè)計(jì)的部分電路）

　　l所搭載產(chǎn)品的SPICE模型

　　l所搭載產(chǎn)品的CAD工具用符號(hào)＆引腳焊盤

　　l所搭載產(chǎn)品的熱仿真用熱模型

　　另外，如上所述，還可以使用ROHM Solution Simulator(*3)對(duì)本參考設(shè)計(jì)的部分電路進(jìn)行仿真。ROHM Solution Simulator是一款  的在線仿真工具，由于還提供包括外圍電路在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電路，因此無需準(zhǔn)備仿真電路和模型就可以輕松地進(jìn)行仿真。接下來介紹一個(gè)仿真示例。

　　圖6是2個(gè)系統(tǒng)電源樹的仿真示例，該電源樹為電池供電，  DC/DC轉(zhuǎn)換器IC“BD9P105”后段配備有二次DC/DC轉(zhuǎn)換器IC“BD9S201”和LDO“BD00IA5M”。（請(qǐng)點(diǎn)擊這里查看仿真電路。需要注冊(cè)“我的羅姆”。）

　　圖6. 2個(gè)系統(tǒng)電源樹的仿真電路(1)

　　圖7是3個(gè)系統(tǒng)電源樹的仿真示例，該電源樹為電池供電，  DC/DC轉(zhuǎn)換器IC“BD9P205”后段配備有各種二次DC/DC轉(zhuǎn)換器IC。（請(qǐng)點(diǎn)擊這里查看仿真電路。需要注冊(cè)“我的羅姆”。）

　　將這些參考設(shè)計(jì)的開發(fā)工具和仿真用于ADAS/信息娛樂系統(tǒng)外圍單元的設(shè)計(jì)，可以節(jié)省部件選型的麻煩并可切實(shí)靠地進(jìn)行電路驗(yàn)證，從而可以大大減少單元設(shè)計(jì)的工時(shí)。

　　融入先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)品，成就ROHM特色參考設(shè)計(jì)

　　這次的特色參考設(shè)計(jì)由凝聚了先進(jìn)技術(shù)和功能的產(chǎn)品打造而成。

　　lBD9P系列（采用Nano Pulse Control?技術(shù)的產(chǎn)品(*4)）

　　-42V耐壓、車載  DC/DC轉(zhuǎn)換器IC系列（表１）

　　-具有出色的高速響應(yīng)性能，可在電池啟動(dòng)后立即穩(wěn)定供電

　　-具有展頻功能，低EMI（低噪聲）

　　-支持功能安全“FS supportive”

　　lBD9S系列

　　-車載二次DC/DC轉(zhuǎn)換器IC系列（表２）

　　-搭載有助于提高系統(tǒng)可靠性的輸出電壓監(jiān)控功能，并且可以設(shè)置軟啟動(dòng)時(shí)間

　　-超高效運(yùn)行

　　-開關(guān)頻率2.2MHz(typ.)，不會(huì)干擾AM頻段

　　-支持功能安全“FS supportive”

　　lBD39040MUF-C

　　-內(nèi)置自我診斷功能（BIST）且支持功能安全的電源監(jiān)控IC（圖8）

　　-搭載可調(diào)看門狗定時(shí)器（Window型）以及過電壓監(jiān)測(cè)、欠壓監(jiān)測(cè)、復(fù)位功能

　　-搭載自我診斷功能（BIST），不僅可監(jiān)控系統(tǒng)的電源軌，還可以檢測(cè)潛在故障

　　-內(nèi)部基準(zhǔn)電壓電路和振蕩電路采用多路復(fù)用，故障概率顯著降低

　　-支持功能安全“FS supportive”

　　-3mm x 3mm小型封裝，可輕松改造系統(tǒng)

　　lRBR3LAM60BTF

　　車載級(jí)（符合AEC-Q101）高可靠性，60V肖特基勢(shì)壘二極管。在本參考設(shè)計(jì)中，用作電池輸入端的防回流二極管。為了盡可能地減少二極管正向電壓（Vf）引起的電壓降，采用了Vf很低的RBR系列。

　　lRV4C020ZPHZG

　　車載級(jí)（符合AEC-Q101）高可靠性，1.5V驅(qū)動(dòng)低導(dǎo)通電阻Pch MOSFET。底部電極封裝，但由于采用安裝可靠性更高的可潤(rùn)濕側(cè)翼形狀，因此安裝后的視認(rèn)性更好。在本參考設(shè)計(jì)中，用作將3.3V系統(tǒng)分支的負(fù)載開關(guān)。

　　結(jié)語

　　未來ROHM將繼續(xù)開發(fā)先進(jìn)的產(chǎn)品和協(xié)助將這些產(chǎn)品應(yīng)用到應(yīng)用產(chǎn)品中的參考設(shè)計(jì)，為客戶所開發(fā)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、小型化、降低發(fā)熱量、減少設(shè)計(jì)工時(shí)、提高功能安全等級(jí)貢獻(xiàn)力量。ROHM相信，繼續(xù)并持續(xù)地努力將會(huì)為汽車社會(huì)帶來安全與安心，并為世界各地的人們帶來更加豐富多彩的生活。