符合ASIL B规范的汽车级IC有助于创建可靠的汽车显示器

今天的先进车辆的旋钮和按钮越来越少,而是依靠触摸屏上的点击和滑动来控制各种功能。您可以调整后视镜和灯光、打开挡风玻璃雨刷器、设置路线,以及更多来自显示器变得越来越大且分辨率越来越高的功能。现代车辆内部可以有多达 10 个显示器,提供安全关键信息。数字仪表盘、中央信息显示器 (cid)、智能后视镜、侧视镜更换和平视显示器就是几个例子。这就是为什么这些显示器必须符合功能安全标准的原因。
iso 26262是一项国际标准,规定了汽车电子/电气系统的功能安全。该标准的一个组成部分是汽车安全完整性等级 (asil),它对汽车系统中的固有安全风险进行分类。在四个 asil 级别中,asil d 要求根据严重程度(伤害)、暴露(概率)和可控性进行最安全关键的流程和测试。挡风玻璃刮水器、电动助力转向、侧视摄像头(后视镜更换)、安全气囊展开、制动和发动机管理是通常需要 asil d 合规性的汽车系统示例。
汽车显示器通常属于 asil b 的参数。具体而言,在仪表组显示器中,有几个块应该符合 asil b 标准。其中两个模块是用于电源管理的薄膜晶体管 (tft) 偏置和发光二极管 (led) 背光驱动器。tft 偏压通常包括用于 tft 源极驱动器的 avdd 和 navdd 电压、用于 tft 栅极驱动器的 vgon 和 vgoff 电压,在某些情况下,还包括用于液晶显示器 (lcd) 背板的 vcom 电压。i 2 c 和故障引脚提供与主机微控制器单元 (mcu) 的通信机制。符合 asil b 规范的 tft 偏置模块应具有以下特性:
i 2 c(数据信号和时钟信号)和故障引脚,用于在每个导轨上执行设置调整和诊断。
每个导轨上的欠压和过压。
通过 i 2 c具有固定或可调电压的内部电阻器(外部电阻器不是一个受欢迎的选择,因为它们会出现更多的故障点)。
冗余参考
打开启用以提供额外的冗余。当使能打开时,芯片会查看另一个引脚来确定它是打开还是关闭。
至于故障场景,tft 偏置需要注意以下三个方面: 1) 当 vcom 电压超出范围时;2)当vgon电压处于过压情况时;3) 在故障安全操作期间,打开使能引脚。在 vcom 和 vgon 电压的前两种情况下,故障引脚会向 mcu 发出警报。然后,mcu 将读取寄存器以验证故障情况并使用 i 2 c 相应地调整电压。在故障安全操作场景中,当使能引脚打开而 fen 仍为高电平时,输出电压将回落至默认设置。mcu 可以通过 i 2 c调节电压。
满足上述标准的 tft 偏置 ic 示例是max20067 tft-lcd 偏置 ic,具有 vcom 缓冲器、电平转换器和 i 2 c 接口。该 pmic 提供业界首个用于 tft-lcd 的集成电源解决方案,具有同步升压、栅极遮蔽和 i 2 c。i 2 c 接口提供设置控制、诊断和监控。该 ic 还在 avdd 升压转换器中进行了扩频调制,以降低峰值干扰并增强电磁干扰 (emi) 性能。
现在,让我们考虑 led 背光驱动器的 asil b 特性。在这里,输入通常直接连接到汽车电池,当输出短路时,汽车电池具有电压保护。根据每串 led 的数量,输出可以是升压或单端初级电感转换器 (sepic)。与 mcu 通信需要i 2 c 和故障引脚。
满足 asil b 标准的 led 驱动器需要具备以下特性:
i 2 c(数据信号和时钟信号)和故障引脚,用于在每个导轨上执行设置调整和诊断
每串 led 开路或短路检测
输出电压测量
每串 led 电流测量
通过 i 2 c 具有固定输出或可调输出的内部电阻器
打开启用
用于监控输出的冗余参考
涉及 led 驱动器的故障场景包括:
如果字符串 1 有一个 led 打开。在这种情况下,故障引脚会提醒 mcu,mcu 会读取 i 2 c 寄存器以了解哪个 led 灯串有开路。然后,mcu 将向其他灯串注入更多电流以达到相同的亮度。
如果字符串 2 的 led 短路。与灯串 1 的情况一样,这种情况下的故障引脚会提醒 mcu,mcu 会读取 i 2 c 寄存器以了解哪个 led 灯串短路。为了省电,led 驱动器会通过短路关闭灯串。然后,mcu 将向其他灯串注入更多电流以产生相同的亮度。
如果升压输出电压低。故障管脚再次提醒mcu,mcu读取i 2 c寄存器得知升压电压偏低。通常,输出电容对地短路,或者 led 对地短路。前保护装置,例如 pgate,将打开。在这种情况下,仪表板仅显示重要消息,例如速度或发动机温度。
使用打开的启用引脚进行故障安全操作。当启用引脚打开而 fen 仍为高电平时,led 驱动器电流回落至默认设置。mcu 可以通过 i 2 c 调节电流。
max20446 6通道、i 2 c led驱动器具有高压dc-dc控制器和电池断路功能,是满足讨论标准的led驱动器示例。该 ic 具有集成电流模式开关 dc-dc 控制器,支持升压或 sepic 拓扑,提供多串高亮度 (hb) led 所需的电压。i 2 c 提供设置控制以及诊断和监控以支持 asil b 要求。具有相移和混合调光的扩频增强了 emi 性能。该 ic 还提供非常高的调光比,这使得显示器在非常明亮的阳光和漆黑的环境中更易于阅读。
随着汽车显示器在现代汽车中变得越来越突出,它们遵守功能安全标准的能力至关重要。符合 asil b 规范的汽车级 ic 有助于更轻松地创建可靠、高性能的汽车显示器。


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