自動(dòng)駕駛MPS系統(tǒng)功能安全解決方案

2004年到2007年，美國(guó)先后舉辦了三場(chǎng)無(wú)人駕駛挑戰(zhàn)賽，催生了自動(dòng)駕駛這一賽道。由此，自動(dòng)駕駛步入了產(chǎn)業(yè)化時(shí)代，各汽車強(qiáng)國(guó)都在爭(zhēng)相搶占產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。在中國(guó)，伴隨著新能源汽車市場(chǎng)的火熱，自動(dòng)駕駛也步入了發(fā)展快車道。

圖2 SAE發(fā)布的自動(dòng)駕駛等級(jí)

自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的在世界范圍內(nèi)不同程度的增長(zhǎng)是毋庸置疑的事實(shí)，而其中，中國(guó)市場(chǎng)的火熱程度可謂只增不減。中汽協(xié)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年9月我國(guó)新能源汽車滲透率已提升至27.1%，增長(zhǎng)持續(xù)超預(yù)期。中國(guó)已連續(xù)多年成為全球最大的新能源汽車產(chǎn)銷市場(chǎng)，同時(shí)也是2021年全球第一大電動(dòng)汽車出口國(guó)。新能源產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提升為我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)提供了彎道超車的機(jī)會(huì)。

智能化是新能源汽車的核心之一，也是汽車行業(yè)未來(lái)重要發(fā)展方向，而自動(dòng)駕駛又是智能化最大的特征，幾乎成為目前新能源汽車的標(biāo)配功能。因此，自動(dòng)駕駛將是未來(lái)多數(shù)車企選擇的主賽道，這無(wú)疑為自動(dòng)駕駛技術(shù)的升級(jí)按下了加速鍵。

順應(yīng)自動(dòng)駕駛的迅猛增長(zhǎng)大勢(shì)，MPS蓄勢(shì)待發(fā)，從汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的域控制器（DCU）和傳感器兩個(gè)核心模塊進(jìn)行布局，推出多款車規(guī)級(jí)芯片，為汽車生產(chǎn)商提供完整供電解決方案，助力自動(dòng)駕駛汽車平穩(wěn)上路。

自動(dòng)駕駛“路障”重重

隨著自動(dòng)駕駛功能的不斷豐富和完善，主芯片的計(jì)算能力不斷提高，系統(tǒng)的電源需求也隨之增加，電源設(shè)計(jì)將面臨更高要求，當(dāng)前諸多困難亟待解決。

路障一設(shè)計(jì)復(fù)雜

自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升和應(yīng)用的豐富意味著對(duì)主芯片算力和信息處理能力要求的提高。外圍傳感器傳輸至汽車域控制器（DCU）處理的數(shù)據(jù)大幅度增長(zhǎng)，作為汽車“大腦”的主芯片陷入算力焦慮，各大廠商紛紛開(kāi)足馬力開(kāi)發(fā)大算力芯片。預(yù)計(jì)在2025年， 1000T算力的汽車芯片將會(huì)面世。

更大的算力，更豐富的智能駕駛場(chǎng)景意味著更高的功耗和更復(fù)雜的系統(tǒng)方案，這對(duì)整體的電源設(shè)計(jì)提出了更高要求，不乏時(shí)序管理、功能安全監(jiān)測(cè)、多相電源等功能的集成。

路障二可靠性保證

作為汽車的核心元器件，汽車芯片的可靠性直接決定了汽車行駛時(shí)的安全性和穩(wěn)定性，直接影響到車內(nèi)人員的生命安全。近年來(lái)，與自動(dòng)駕駛相關(guān)的交通事故在全世界范圍內(nèi)頻發(fā)，造成多起人員傷亡案件，一次次地敲響了安全警鐘。

因此，車規(guī)級(jí)芯片的可靠性標(biāo)準(zhǔn)必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的消費(fèi)級(jí)芯片，才能在最大程度上保障人的生命財(cái)產(chǎn)安全。

路障三體積和性價(jià)比困境

隨著自動(dòng)駕駛系統(tǒng)功能的不斷完善，車載芯片方案也愈加復(fù)雜。

例如，在自動(dòng)駕駛L3級(jí)別中，傳感器模塊中的攝像頭將從每車3-4個(gè)提升至最高達(dá)22個(gè)，分辨率將從1MP上升到8MP甚至是15MP，車載攝像頭市場(chǎng)將呈現(xiàn)幾何級(jí)增長(zhǎng)。在此發(fā)展趨勢(shì)下，小體積、高集成度、高性價(jià)比的供電解決方案更能受到生產(chǎn)商的青睞。

MPS助力車企清除障礙

針對(duì)汽車自動(dòng)駕駛設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中可能面臨的諸多問(wèn)題，MPS瞄準(zhǔn)障礙，推出多款產(chǎn)品，將痛點(diǎn)逐個(gè)擊破。

助力一 完整解決方案

針對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)駕駛域控制器的產(chǎn)品，MPS可以提供一套完整的解決方案。

1、主芯片核心供電

MPQ2967+ /MPQ86960

圖4MPQ2967和MPQ86960自動(dòng)駕駛SOC解決方案

MPQ2967+MPQ86960是對(duì)自動(dòng)駕駛域控制器（DCU）進(jìn)行核心供電的解決方案，專為高算力，大電流主芯片進(jìn)行核心供電。

MPQ2967是用于自動(dòng)駕駛應(yīng)用的雙軌數(shù)字多相控制器，最多可配置為四相兩軌。MPQ86960是一款內(nèi)置功率 MOSFET 和柵極驅(qū)動(dòng)器的單片半橋，它可以在寬輸入電壓 (VIN) 范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá) 50A 的連續(xù)輸出電流 (IOUT)。

該解決方案還集成了時(shí)序管理、功能安全監(jiān)測(cè)、電流采樣、溫度采樣等功能。同時(shí)，SoC核心供電配合集成的智能半橋Intelli-PhaseTM（DrMOS），并采用COT（恒定導(dǎo)通時(shí)間）控制方式，實(shí)現(xiàn)了極簡(jiǎn)的外部BOM，可以通過(guò)較少的輸出電容個(gè)數(shù)對(duì)負(fù)載瞬態(tài)做出快速響應(yīng)，在極大程度上簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作，是自動(dòng)駕駛電源解決方案的理想選擇。

2、系統(tǒng)功能安全解決方案

MPQ79500

+ /

MPQ79700

一個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)龐大，除了主芯片核心供電之外，還有很多外設(shè)，I/O口等都需要供電，這些供電往往需要獨(dú)立的小電源來(lái)供電，而這些小電源的上下電時(shí)序以及功能安全設(shè)計(jì)，獨(dú)立的小電源自己無(wú)法滿足。針對(duì)這個(gè)需求，MPS推出了MPQ79500和MPQ79700兩款能夠支持汽車安全等級(jí)ASIL-D級(jí)芯片，幫助復(fù)雜系統(tǒng)輕松實(shí)現(xiàn)的功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

MPQ79500是一款專為汽車安全應(yīng)用設(shè)計(jì)的6 通道電壓監(jiān)測(cè)器，每個(gè)通道都可以配置OV/UV，集成內(nèi)置自檢 (BIST)等安全機(jī)制，診斷以及寫保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)ASILD的應(yīng)用要求。

圖5 MPQ79500

MPQ79700是一款12 通道功能安全電源定序器，提供可配置性與靈活性，能夠支持不同應(yīng)用與片上系統(tǒng) (SoC) 的跨代設(shè)計(jì)復(fù)用，集成內(nèi)置自檢 (BIST)等安全機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)高診斷覆蓋率，使系統(tǒng)達(dá)到目標(biāo) ASIL 等級(jí)。

圖6 MPQ79700

助力二 全流程把關(guān)

MPS具有豐富的車規(guī)級(jí)芯片生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可以從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)到測(cè)試環(huán)節(jié)全流程把關(guān)，最大限度提升芯片可靠性。

從設(shè)計(jì)階段，芯片即滿足AEC-Q100車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。量產(chǎn)階段，MPS具有完善的全溫測(cè)試技術(shù)，能夠確保汽車級(jí)芯片在全溫環(huán)境下高可靠性，MPS的目標(biāo)是向0 DPPM 目標(biāo)無(wú)限靠近，從而提高終端用戶產(chǎn)品的安全性和可靠性。

助力三小體積，大作用

針對(duì)某些應(yīng)用，對(duì)體積和效率有比較高的要求，例如車載攝像頭等部件，因?yàn)檎w的產(chǎn)品體積小，從而對(duì)方案的尺寸，效率，溫升等有較高的要求。MPS利用自身先進(jìn)半導(dǎo)體制程，豐富系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，專門開(kāi)發(fā)了一款車載攝像頭的電源管理芯片，MPQ792X。

3、專為車載攝像頭設(shè)計(jì)

MPQ792X

圖7 MPQ792X Pmic for adas camera

MPQ792X是專為車載camera設(shè)計(jì)的小體積，高功率密度集成PMIC，采用節(jié)省空間的(2.5mmx3.5mm) 封裝。同時(shí)，芯片采用MPS特有的Flip chip倒裝封裝工藝，有效提高芯片散熱能力，為小體積，高功率密度的優(yōu)秀表現(xiàn)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

目前，自動(dòng)駕駛?cè)栽诟咚侔l(fā)展階段，各大汽車生產(chǎn)商都在向著實(shí)現(xiàn)L5級(jí)別自動(dòng)駕駛的目標(biāo)前進(jìn)，而MPS一系列專為自動(dòng)駕駛研發(fā)的產(chǎn)品可以滿足日益復(fù)雜的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，讓大家離“解放雙手”的駕駛體驗(yàn)更近一步。

編輯：黃飛