对电源管理设计中的功能安全和状态机进行详细说明

第第页对电源管理设计中的功能安全和状态机进行详细说明在整车（电源管理）中，IC需要将多轨降压、升压和（LDO）稳压功能与每个电轨的参数，以及与其他电轨间交互的复杂可配置能力整合在一起。对于智驾系统设计人员而言，都需要清楚，稳定、准确、高效的直流(（DC）)供电轨是实现系统可靠、一致运行的必要条件。通常由（DC/DC）（开关稳压器）（转换器）和低压降稳压器(LDO)组合提供各种电压，每一个稳压器都与其所支持电轨的特定电压、（电流）、精度、噪声、瞬态响应以及其他需求相匹配。

前文对智驾系统的整个（电源）设计进行了详细说明，但是考虑到电源设计在实际应用中还需要充分考虑这个电源管理的状态设计，以及从状态设计中衍生出的功能安全设计。首先，整个电源管理的状态是需要根据对应用芯片的供电能力进行适配的；其次，在电源适配过程中，还需要在防错、纠呆上做出合理的设计。因此，本文将接续前文对电源管理设计中的功能安全和状态机进行详细说明。

电源管理模块中的功能安全设计

通常情况，对于电源管理的整个模块而言，其功能安全设计等级一般需要达到ASIL-B以上。这一过程需要充分考虑到电源管理模块（主要是PMIC、LDO等）是如何进行电源输出流分配、过压监测、低压预警以及电压供给模块失效后的处理策略等。

如下表示了PMIC在智驾系统架构设计的要素说明，以及对应的电源分布式（网络）设计能力要求。

PMIC内部过压和欠压监控及其各自的监控阈值水平是默认启用的，整车启动后可通过（I2C）更新。PMIC电源轨直接连接到默认状态下的监视处理器，而不是直接监控通过负载开关供电的轨道。在为处理器的（MCU）I/O供电的负载开关输出电压时，建议将POK监视器内置于处理器的VDDSHV0_MCU电压域中来使用。TPS65941212-Q1中未使用的反馈引脚BUCK3的FB_B3可用于监控外部降压稳压器。用于监控为主I/O供电的负载开关电压，TPS65941111-Q1中另一个未使用的反馈的引脚（FB_B3或FB_B4）可通过I2C配置并连接到负载开关来启用监控模块。

如下图，还是以双PMIC电源管理模块举例。PDN在输入电源和PMIC之间有一个串联的外部功率模块FET。FET前后的电压由PMIC监控，PMIC通过OVPGDRV管脚控制FET。前文所示的MCU和主I/O域供电的负载开关、DDR供电的分立式降压以及为EFUSE供电的分立式LDO都连接在FET之后，这样可以延长对这些处理器域和分立电源过电压保护的能力。当在输入电源上（检测）到大于6V的过压这一事件时，连接外部处理器的端口FET可以将其串联的设备与PMIC进行快速隔离，以便保护包括来自FET输出的所有电源轨系统免受损坏。当然，在FET上游连接的任何电源也都不受过压事件的保护。

PMIC内部过压和欠压监控及其各自的监控阈值水平是默认启用的，并且可在启动后通过I2C更新相应的监控阈值。默认情况下，该监控控制是直接连接到处理器的PMIC电源轨上的，且可不直接通过负载开关供电的轨道来做监控。同时，整个I2C控制线可以为处理器的MCUI/O供电的负载开关输出电压，一个未使用的反馈TPS65941111-Q1的引脚（FB_B3或FB_B4）可通过I2C配置并连接到负载开关来启用整个监控。建议使用供电源FB_B3来监控外部降压稳压器LDO，也可用于为主I/O供电的负载开关电压做监控。

内部（看门狗）在主TPS6594-Q1设备上