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持续发力汽车“功能安全”,ROHM为智能出行保驾护航

《名企发布会动态》
2022-07-28 15:17 来源:电源网原创 编辑:邢

随着电子信息技术和汽车产业的深度融合,汽车产业已出现电动化、智能化、网联化、共享化的趋势特点。智能电动汽车作为新兴的移动出行服务的智能终端,其技术涵盖传统汽车技术、三电新能源汽车技术、自动驾驶技术、域控制器及车载以太网应用、云计算及大数据等核心科技,深刻改变了人类的生产方式和生活形式。然而近些年动力锂电池燃烧和因电池故障导致的召回事件频繁发生,消费者对智能电动汽车的关注由“里程焦虑”逐渐转移到“安全焦虑”。安全问题开始成为决定智能电动汽车能否成为主流交通工具的关键要素之一。

自从2018年通过德国莱茵取得了ISO 26262开发流程认证,罗姆(ROHM)就正式进军功能安全领域。而且在2021年ROHM还专门推出功能安全品牌ComfySIL™,将功能安全的概念融入到具体产品当中去。

据罗姆半导体(上海)有限公司技术中心经理陈行乐介绍说:“ISO 26262是汽车电子、电气系统相关的‘功能安全’国际标准。要满足该标准需要准备很多资源,比如添加用来实现‘功能安全’的电路,准备100多个工作成果物,以及建立严格的管理制度并编制相应的表单。而满足ISO 26262开发流程的产品,可以简单地理解为在这个流水线上生产出来的芯片全都符合功能安全。ROHM的ISO 26262产品可以为客户减少应用产品的设计工时。”

汽车智能化的不断发展对汽车电子和零部件的要求也越来越高。ROHM可为新一代电动汽车提供完备的解决方案,从车载电机、图形芯片、互联网,到摄像头用PMIC、SoC用PMIC、超声波声呐AFE IC,再到液晶显示芯片组、LED驱动器、LVDC接口IC、显示器用SerDes IC、摄像头用SerDes IC。

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ROHM在汽车信息娱乐系统和ADAS领域实力强劲。一是因为ROHM拥有自创品牌Nano,包括Nano Cap™、Nano Pulse Control™和QuiCur™,将这些技术融入到具体的产品当中,比如LDO和DCDC产品,可以使产品小型化,同时外围器件、元器件数量更少,实现低功耗。二是ROHM在SoC参考设计上有优势,ROHM不仅与海内外的SoC制造商合作推出整体的参考设计,还提供已验证的优化电源,可大幅缩短设计时间。三是ROHM注重安全,ROHM推出ComfySIL™系列品牌,支持功能安全,通过具有自我诊断功能的电源监控IC,可检测出系统的异常情况,这也是未来车载产品在市场上的大趋势。四是ROHM提供完备的技术支持,ROHM在中国有北京、上海和深圳三大技术中心,可为客户提供线上和线下的技术支持。比如,使用在线仿真工具评测客户实际的设计;与客户紧密交流,提供线下调试等技术支持工作。

正是看中了ROHM在车载市场中的实力,日前,芯驰科技与ROHM缔结了车载领域的先进技术开发合作伙伴关系,ROHM的SerDes IC和PMIC等产品被应用到芯驰科技中高端SoC“X9H”的参考板上,以提高智能座舱等各种车载应用的性能。

ROHM SerDes IC知多少

ROHM在智能座舱和ADAS领域的拳头产品是SerDes IC。SerDes IC具体有两大应用,其中一个是摄像头,另一个是显示器。由于自动驾驶和智能座舱的广泛应用,摄像头在车上的布局越来越多,而且现在上市的新车,除了液晶仪表与中控大屏,甚至副驾驶的前方和后排座上也会有越来越多的屏幕,所以ROHM认为SerDes IC有广泛的发展空间。

陈行乐解释说:“SerDes IC其实是一种把并行的数据串行化,然后进行高速的传输,最后把串行数据再还原成并行数据分发出去的一对芯片。”

那么ROHM推出的SerDes IC有什么特点呢?具体来说它有两大特点。第一个特点是传输速率可优化,传输速率优化功能有助于降低车载摄像头模块的功耗。举一个简单的例子,其实现在车里面摄像头的数量比较多,但是根据不同的应用,摄像头有前视后视,具体应用到的摄像头像素也不一样,所以这就涉及到传输不同像素的摄像头,可以分别设置不同的传输速率,和以往传统的固定传输速率相比,ROHM可以将功耗做得更低且有EMI的改善。从下图最右边可以看到,以往普通的产品有相当于三个台阶的传输速率,即2Gbps、3Gbps和4Gbps,但ROHM的SerDes IC可以在每一个台阶范围内做微调,相当于覆盖这个摄像头像素范围以内,做精准的传输速率的设置,这样可以把功耗做得更低。

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第二个特点是展频功能,内置传输速率优化功能和展频功能有助于减少EMI对策的设计工时。EMI噪音是让工程师比较头疼的事情。因为在同一速率频率的基础上,如果加入四路摄像头,EMI噪声会比较大。而ROHM主要通过“传输速率优化”和“展频”这两个功能去解决。首先是传输速率优化,通过设置每个通道所需的传输速率,在第一阶段减低EMI噪音,在第二阶段开启展频,这相当于把频谱拓宽了,尖峰又可以降低一点,所以可以大大地减少EMI对策设计的工时,工程师在测试EMI的时候也可以减少很多困扰。

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ROHM显示器用SerDes IC,让智能出行精彩又安全

近年来,随着电子后视镜和液晶仪表盘的普及,每辆车安装的屏幕数量随之增加,视频传输路径也变得更加复杂,这必然会导致系统成本和故障风险增加,所以简化视频传输路径,融入功能安全设计变得非常必要。ROHM近日发布面向多屏化趋势下的车载显示器领域的SerDes IC——BU18xx82-M系列产品(一款串行器BU18TL82-M和一款解串器BU18RL82-M)。新产品通过菊花链连接和端到端数据监控功能解决了这些难题。

该新品具有四大特点。一是它采用菊花链连接方式,可简化视频传输路径,为客户节约成本。二是它可以实现端到端数据监控,确认视频数据是否被正确地从SoC传输到显示器,有助于实现功能安全。三是它的产品阵容完整,支持各种CMOS图像传感器和SoC。四是它继承了自2021年6月开始量产的车载摄像头模块用的SerDes IC“BU18xMxx-C”的低功耗、低噪声等特点。

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ROHM可通过解串器传输影像,实现菊花链连接。陈行乐表示,考虑到未来电动汽车屏的数量会越来越多的情况,比如五座车最典型的应用需求是仪表、中控、副驾、后排,将会有五个屏,而七座车会有更多的屏。在汽车电子化、智能化了之后,电子后视镜也可以理解为一个屏,还可能会有比较新奇的设计,比如在汽车的A柱上加入两个屏等。相比于以往的方案(下图中的灰色链路),SerDes IC需要成对连接串行器和解串器才能传输视频,但是采用菊花链技术的话,如果同样驱动这几个屏,用一个串行器加两个解串器就可以实现三个平台信号的输出,其中第二个解串器是挂在第一个解串器上面的。通过菊花链的方式可以节省一个串行器和一些线缆,有助于降低应用产品的系统成本和故障风险。

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除此之外,新产品作为支持全高清分辨率的SerDes IC,具有通过比较CRC*值来端到端*(从SoC到显示器)监控视频数据是否已被正确传输的功能,能进一步提高应用产品的功能安全。

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关于ROHM的LVDS接口。陈行乐表示,使用LVDS接口IC,可进行接口转换并增强功能安全。以往产品存在“当SoC或SerDes发生异常时,无法显示警告灯”的问题,而使用ROHMBU92RTF82之后,利用OSD功能,可处理SoC异常、SerDes传输错误的问题,SoC处理的负荷小,可通过SoC控制显示图标选择和显示位置等。这一系列的产品,目前有两款在量产阶段,一款是带OSD的BU92RTF82,另一款是可以支持更高分辨率5K的BD92RE44,是eDP格式信号输入,每个lane支持2.7Gbps的传输速率。

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集小巧与安全为一体的ROHM车载摄像头用PMIC

为了保证电动汽车的行车安全,消费者对于车载摄像头的需求也逐步从后视向侧视、环视、前视、内视多个方位拓展,用于捕捉外部环境中的车辆、行人、车道线、路标等信息,以及识别车内驾驶员状态的车载摄像头的数量将会越来越多,而考虑到美观,要把摄像头内部的模组的芯片做得越来越小,这就对半导体厂商提出新的考验。相比以往摄像头模组里面给CMOS供电或者给串行器供电的分立电源方案,ROHM有更紧凑的PMIC产品。

“相较于原先单路的DC-DC或者LDO产品,PMIC可以把封装尺寸或者总体的PCB布板面积减少不少,这就可以将摄像头的模组做得特别小,也越来越美观。比如说我们可以在左右后视镜上面做一个这样的产品,但是在远处看却几乎觉察不到这里有一个摄像头。”陈行乐介绍说。

ROHM车载摄像头用PMIC——BD868xxMUF-C也融入了功能安全生产流程体系,即符合ISO 26262和ASIL-B标准。并且在ROHM的功能安全品牌ComfySIL™系列产品中,它属于满足其最高等级要求的产品。此外,BD868xxMUF-C还内置3个DC-DC系统和1个LDO系统,拥有3.5mm见方的业界超小封装,同时配有先进的异常状态通知机构,内置可以检测CMOS图像传感器和串行器异常工作情况的机构,有一部分寄存器存放芯片状态的,通过透穿技术可以实时地了解到芯片过压,过流,过温等异常状况,从而保证产品的安全可靠性。

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BD868xxMUF-C还可以支持不同的CMOS图像传感器的时序控制和电压。陈行乐解释说:“因为各个制造商的CMOS图像传感器每一路的电压、电流和功耗都不一样,包括CMOS图像传感器上电的时候,都是需要有时序控制,所以把时序控制也放在PMIC产品内部当中去,可以定制化地为客户提供对应的时序。”

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现阶段ROHM车载摄像头用PMIC的产品有BD868A0/B0/C0/C1/D0。未来,ROHM会通过增加输出通道的数量和进一步强化功能安全等,推进开发满足市场需求的产品。并且现在计划开发的产品将会在PMIC内部加入非易失性存储器,强化异常状态机构。非常值得期待。

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陈行乐表示,今后ROHM将继续开发既可以减少安装面积和功耗,又有助于提高可靠性的车载IC,为促进电动汽车普及,提升智能出行的安全性持续贡献力量。

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