基于ISO26262的恩智浦BMS安全解决方案
45/65等,可使系统安全等级达到ASIL-B。另外,单个S32K14x达到ASIL-B等级,通过软硬件冗余设计也能使系统达到更高的安全等级ASIL-C。
图4 恩智浦BMS CAN网络解决方案
需要指出的是,在恩智浦公司,所有按照ISO26262标准开发的器件,都被囊括在恩智浦的SafeAssure计划里。SafeAssure 保证开发的产品符合ISO26262标准,并提供必要的支持,提供功能安全相关的文档,如Safety Manual 和FMEDA等,Safety Manual详细阐述了芯片所采用安全机制,并 指导用户如何使用芯片可以达到比较高的安全性等级。FMEDA展示了芯片失效模型、失效概率和诊断分析等,客户可根据具体应用需求对FMEDA进行裁剪。
四、恩智浦高性能、高安全性的微控制器
1. 基于Power Architecture的MPC574xP
MPC574xP具有延迟锁步核(lock step),可运行在200MHz,两个核执行同样的代码,输出结果进行比较,如果发现不匹配,可以触发系统的安全机制,通知用户有异常发生,并作出相应处理。MPC574xP具有很多的安全特性,针对电源和时钟的功能是否正常,内部有专门的监控电路。针对Flash 和RAM,有ECC保证读写数据的正确性。针对ADC,有BIST(Build In Self Test)自检电路验证ADC的逻辑。特别要提到的是MPC574xP具有FCCU单元,该单元收集所有其他模块在运行过程中产生的异常事件,并提交给MCU 内核做处理。
实际上,MPC574xP不仅仅可运用在BMS领域,任何对安全要求很严格的应用都可以采用MPC574xP,如新能源汽车电机控制、EPS(电子助力转向系统)、刹车、安全气囊和汽车底盘应用等。
2. 基于Power Architecture的MPC574xR
MPC574xR系列MCU特点与MPC574xP系列类似,安全等级满足ISO26262 ASIL-D,不同的是除了MPC5743R(内部只有锁步核),MPC5745/6R提供了锁步核的同时,还提供了另外一个独立的内核,这个内核可单独运行其他程序,该系列MCU提供了更高的性能。
3. 基于AMR Cortex M4的S32K14x
S32K14x系列MCU提供极强的性价比,同时具有较高的安全等级,满足ISO 26262 ASIL-B。该系列MCU最大运行频率112 MHz,带有SFPU,基于修改的Harvard架构,支持紧密耦合的RAM和4 KB I/D缓存,支持SHE规范的硬件安全引擎,内置48 MHz RC (IRC)振荡器,支持CAN FD,利用FlexIO可仿真通信协议,如SPI、UART等。
4. 模拟前端电池控制器MC33771
MC33771满足ISO2626 ASIL-C,工作电压范围9.6 V ≤ VPWR ≤ 61.6 V,70 V瞬态电压,支持7-14节电池,7个ADC/IO/温度传感器输入,支持14通道300mA板载被动均衡。
五、总结
功能安全是未来汽车电子行业的趋势,也是恩智浦BMS方案的优势,恩智浦能够提供BMS的全套解决方案,帮助客户简化功能安全设计,使BMS产品符合ISO26262标准。
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