今天的先進(jìn)車輛的旋鈕和按鈕越來越少，而是依靠觸摸屏上的點(diǎn)擊和滑動(dòng)來控制各種功能。您可以調(diào)整后視鏡和燈光、打開擋風(fēng)玻璃雨刷器、設(shè)置路線，以及更多來自顯示器變得越來越大且分辨率越來越高的功能。現(xiàn)代車輛內(nèi)部可以有多達(dá) 10 個(gè)顯示器，提供安全關(guān)鍵信息。數(shù)字儀表盤、中央信息顯示器 （CID）、智能后視鏡、側(cè)視鏡更換和平視顯示器就是幾個(gè)例子。這就是為什么這些顯示器必須符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)的原因。

ISO 26262是一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了汽車電子/電氣系統(tǒng)的功能安全。該標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)組成部分是汽車安全完整性等級(jí) （ASIL），它對(duì)汽車系統(tǒng)中的固有安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類。在四個(gè) ASIL 級(jí)別中，ASIL D 要求根據(jù)嚴(yán)重程度（傷害）、暴露（概率）和可控性進(jìn)行最安全關(guān)鍵的流程和測(cè)試。擋風(fēng)玻璃刮水器、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、側(cè)視攝像頭（后視鏡更換）、安全氣囊展開、制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)管理是通常需要 ASIL D 合規(guī)性的汽車系統(tǒng)示例。

汽車顯示器通常屬于 ASIL B 的參數(shù)。具體而言，在儀表組顯示器中，有幾個(gè)塊應(yīng)該符合 ASIL B 標(biāo)準(zhǔn)。其中兩個(gè)模塊是用于電源管理的薄膜晶體管 （TFT） 偏置和發(fā)光二極管 （LED） 背光驅(qū)動(dòng)器。TFT 偏壓通常包括用于 TFT 源極驅(qū)動(dòng)器的 AVDD 和 NAVDD 電壓、用于 TFT 柵極驅(qū)動(dòng)器的 VGON 和 VGOFF 電壓，在某些情況下，還包括用于液晶顯示器 （LCD） 背板的 VCOM 電壓。I 2 C 和故障引腳提供與主機(jī)微控制器單元 （MCU） 的通信機(jī)制。符合 ASIL B 規(guī)范的 TFT 偏置模塊應(yīng)具有以下特性：

I 2 C（數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)）和故障引腳，用于在每個(gè)導(dǎo)軌上執(zhí)行設(shè)置調(diào)整和診斷。

每個(gè)導(dǎo)軌上的欠壓和過壓。

通過 I 2 C具有固定或可調(diào)電壓的內(nèi)部電阻器（外部電阻器不是一個(gè)受歡迎的選擇，因?yàn)樗鼈儠?huì)出現(xiàn)更多的故障點(diǎn)）。

冗余參考

打開啟用以提供額外的冗余。當(dāng)使能打開時(shí)，芯片會(huì)查看另一個(gè)引腳來確定它是打開還是關(guān)閉。

至于故障場(chǎng)景，TFT 偏置需要注意以下三個(gè)方面： 1） 當(dāng) VCOM 電壓超出范圍時(shí)；2）當(dāng)VGON電壓處于過壓情況時(shí)；3） 在故障安全操作期間，打開使能引腳。在 VCOM 和 VGON 電壓的前兩種情況下，故障引腳會(huì)向 MCU 發(fā)出警報(bào)。然后，MCU 將讀取寄存器以驗(yàn)證故障情況并使用 I 2 C 相應(yīng)地調(diào)整電壓。在故障安全操作場(chǎng)景中，當(dāng)使能引腳打開而 FEN 仍為高電平時(shí)，輸出電壓將回落至默認(rèn)設(shè)置。MCU 可以通過 I 2 C調(diào)節(jié)電壓。

滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的 TFT 偏置 IC 示例是MAX20067 TFT-LCD 偏置 IC，具有 VCOM 緩沖器、電平轉(zhuǎn)換器和 I 2 C 接口。該 PMIC 提供業(yè)界首個(gè)用于 TFT-LCD 的集成電源解決方案，具有同步升壓、柵極遮蔽和 I 2 C。I 2 C 接口提供設(shè)置控制、診斷和監(jiān)控。該 IC 還在 AVDD 升壓轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行了擴(kuò)頻調(diào)制，以降低峰值干擾并增強(qiáng)電磁干擾 （EMI） 性能。

現(xiàn)在，讓我們考慮 LED 背光驅(qū)動(dòng)器的 ASIL B 特性。在這里，輸入通常直接連接到汽車電池，當(dāng)輸出短路時(shí)，汽車電池具有電壓保護(hù)。根據(jù)每串 LED 的數(shù)量，輸出可以是升壓或單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器 （SEPIC）。與 MCU 通信需要I 2 C 和故障引腳。

滿足 ASIL B 標(biāo)準(zhǔn)的 LED 驅(qū)動(dòng)器需要具備以下特性：

I 2 C（數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)）和故障引腳，用于在每個(gè)導(dǎo)軌上執(zhí)行設(shè)置調(diào)整和診斷

每串 LED 開路或短路檢測(cè)

輸出電壓測(cè)量

每串 LED 電流測(cè)量

通過 I 2 C 具有固定輸出或可調(diào)輸出的內(nèi)部電阻器

打開啟用

用于監(jiān)控輸出的冗余參考

涉及 LED 驅(qū)動(dòng)器的故障場(chǎng)景包括：

如果字符串 1 有一個(gè) LED 打開。在這種情況下，故障引腳會(huì)提醒 MCU，MCU 會(huì)讀取 I 2 C 寄存器以了解哪個(gè) LED 燈串有開路。然后，MCU 將向其他燈串注入更多電流以達(dá)到相同的亮度。

如果字符串 2 的 LED 短路。與燈串 1 的情況一樣，這種情況下的故障引腳會(huì)提醒 MCU，MCU 會(huì)讀取 I 2 C 寄存器以了解哪個(gè) LED 燈串短路。為了省電，LED 驅(qū)動(dòng)器會(huì)通過短路關(guān)閉燈串。然后，MCU 將向其他燈串注入更多電流以產(chǎn)生相同的亮度。

如果升壓輸出電壓低。故障管腳再次提醒MCU，MCU讀取I 2 C寄存器得知升壓電壓偏低。通常，輸出電容對(duì)地短路，或者 LED 對(duì)地短路。前保護(hù)裝置，例如 PGATE，將打開。在這種情況下，儀表板僅顯示重要消息，例如速度或發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。

使用打開的啟用引腳進(jìn)行故障安全操作。當(dāng)啟用引腳打開而 FEN 仍為高電平時(shí)，LED 驅(qū)動(dòng)器電流回落至默認(rèn)設(shè)置。MCU 可以通過 I 2 C 調(diào)節(jié)電流。

MAX20446 6通道、I 2 C LED驅(qū)動(dòng)器具有高壓DC-DC控制器和電池?cái)嗦饭δ?，是滿足討論標(biāo)準(zhǔn)的LED驅(qū)動(dòng)器示例。該 IC 具有集成電流模式開關(guān) DC-DC 控制器，支持升壓或 SEPIC 拓?fù)?，提供多串高亮?（HB） LED 所需的電壓。I 2 C 提供設(shè)置控制以及診斷和監(jiān)控以支持 ASIL B 要求。具有相移和混合調(diào)光的擴(kuò)頻增強(qiáng)了 EMI 性能。該 IC 還提供非常高的調(diào)光比，這使得顯示器在非常明亮的陽光和漆黑的環(huán)境中更易于閱讀。

隨著汽車顯示器在現(xiàn)代汽車中變得越來越突出，它們遵守功能安全標(biāo)準(zhǔn)的能力至關(guān)重要。符合 ASIL B 規(guī)范的汽車級(jí) IC 有助于更輕松地創(chuàng)建可靠、高性能的汽車顯示器。

審核編輯：郭婷