优化的电源架构的制作方法
【专利说明】优化的电源架构
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年6月4日递交的美国临时申请N0.61/830，934的权益，其公开内容通过引用全部合并于此。
【背景技术】
[0003]本发明总体上涉及可以在包括一个或更多个微处理器的控制系统中使用的电源架构，并且更具体地，涉及提供用于对与电源和/或外围组件相关联的各种供电电压的安全监测的电源架构。
[0004]在机动车应用中，组件或系统必须遵循的特定安全标准是由已知为机动车安全完整性等级(ASIL)的风险分类方案来确定的，并且是由用于道路车辆的ISO 26262功能安全标准来定义的。该分类有助于定义与ISO 26262标准相一致所必需的安全需求。通过借助于对车辆工作场景的严格性、暴露性和可控能力的检查而执行对潜在危险的风险分析来建立ASIL。针对该危险的安全目标又带来了 ASIL需求。存在由该标准标识的以下四种ASIL:ASIL A、ASIL B、ASIL C和ASIL D。ASIL D指示对于产品的最高的完整性需求，ASIL A则是最低的。
[0005]ASIL D表示ISO 26262内定义的初始危险(伤害风险)的最高分类，并表示要应用于避免不合情理的剩余风险的该标准的最严格水平的安全措施。ASIL D是重要的，不仅是因为其表示的提高的风险以及开发中所需要的异常的严谨性，而且是因为机动车电气、电子和软件提供商声称其产品已被ASIL D认证或以其它方式被ASIL D认可。
【发明内容】
[0006]本发明涉及包括各种组件以及高完整性和多样化监测方案的电源架构，其可能启用一个或更多个相关联的控制处理器以在ASIL D标准下工作。
[0007]根据本发明的一方面，一种用于提供对在电子系统中的预定点处存在的工作电压V的冗余监测的电路，包括:分压器、第一监测器和第二监测器。分压器连接在预定点与接地之间。分压器限定了在比工作电压V小的电势VI处的第一中间节点。分压器还限定了在比电势VI小的电势V2处的第二中间节点。第一监测器耦合到第一节点，并能够操作为检测工作电压V的电平的电压故障或偏差。第二监测器耦合到第二节点，并能够操作为检测工作电压V的电平的电压故障或偏差。保护电路可以连接在第一中间节点和接地之间，用于将第一节点和第二节点处的电压限定在第一监测器和第二监测器的预定的安全工作范围之内。此外，第三监测器可以耦合到第一节点和第二节点之一，并能够操作为检测工作电压V的电平的电压故障或偏差。在某些实施例中，每个监测器经由低通滤波器耦合到相应的第一节点或第二节点。
[0008]根据本发明的另一方面，一种电源架构，包括第一处理器、第二处理器、第一电源和第二电源。第一电源被配置用于向第一处理器提供第一组工作电压。第一组工作电压中的至少一部分还耦合到第一处理器和第二处理器二者的监测输入端。第二电源被配置用于向第二处理器提供第二组工作电压。第二组工作电压的至少一部分还耦合到第一处理器和第二处理器二者的监测输入端。第一处理器和第二处理器中的每个操作为监测和评估第一组工作电压的该部分的状态，并且还确定是否存在任何异常。第一处理器和第二处理器中的每个操作为监测和评估第二组工作电压的该部分的状态，并且还确定是否存在任何异常。在一个实施例中，第一处理器离散地监测和评估第一组的该部分的状态，并且第二处理器离散地监测和评估第二组的该部分的状态。
[0009]以上电源架构还可以包括第三处理器和第三电源。第三电源被配置用于向第三处理器提供第三组工作电压。第三组工作电压的至少一部分还耦合到第三处理器的监测输入端。第三处理器操作为评估第三组的该部分的状态并确定是否存在任何异常。在另一实施例中，第三处理器产生多个核心电压，所述多个核心电压连接到第一处理器和第二处理器之一的监测输入端。第一处理器和第二处理器之一可以操作为评估多个核心电压的状态并确定是否存在任何异常。在又一实施例中，过电压/欠电压电路可以被耦合用于接收来自第三处理器的多个核心电压。过电压/欠电压电路能够操作为产生数字状态信号，所述数字状态信号又被提供到第一处理器和第二处理器之一的监测输入端。此外，第一处理器和第二处理器之一能够操作为评估数字状态信号的部分的状态并确定是否存在任何异常。在另一实施例中，第一处理器和第二处理器可以位于第一电路板上，第三处理器可以位于单独的第二电路板上，并且数字状态信号在第一电路板和第二电路板之间传输。
[0010]根据本发明的又一方面，一种电源架构包括第一处理器、第一电源和第一控制部分。第一处理器被划分为两个微处理器应用，以限定第一控制部分和第一监测部分。第一电源被配置用于向第一处理器提供第一组工作电压。第一组的至少一部分耦合到第一控制部分和第一监测部分二者的监测输入端。第一控制部分和第一监测部分能够操作为评估第一组的该部分的状态并确定是否存在任何异常。在该电源架构的一个实施例中，第二处理器可以被划分为两个微处理器应用，以限定第二控制部分和第二监测部分。第二电源可被提供用于向第二处理器提供第二组工作电压。第二组工作电压的至少一部分还可以连接到第二控制部分和第二监测部分的监测输入端。第二控制部分和第二监测部分能够操作为评估第二组工作电压的该部分的状态并确定是否存在任何异常。
[0011]根据本发明的还又一方面，一种电源架构包括处理器、电源管理控制器(PMC)和第一和第二电压调节器。电源管理控制器能够操作为向处理器提供一组不同的工作电压。第一电压调节器连接用于向电源管理控制器的第一输入端提供电压VI。第二电压调节器连接用于向电源管理控制器的第二输入端以及与处理器相关联的存储器提供电压V2。电源管理控制器能够操作为向第二电压调节器的启用输入端产生延迟的启用信号，使得利用相对于所述处理器的核心电压的延迟启动所述处理器的存储器。
[0012]根据本发明的又一方面，一种电源架构包括处理器、电源管理控制器(PMC)和电压调节器。电源管理控制器能够操作为向处理器提供一组不同的工作电压。电压调节器连接用于向电源管理控制器的输入端提供电压VI信号。处理器能够操作为监测和评估电压VI信号的状态并确定是否存在异常。在一个实施例中，调节器可以是第一调节器，并且可以包括被连接用于向电源管理控制器的第二输入端提供电压V2信号的第二电压调节器。处理器还能够操作为监测和评估电压V2的状态以确定是否存在异常。在一个实施例中，VI和V2电压信号可以被处理器离散地监测。在另一实施例中，提供到处理器的该组工作电压的至少一部分还耦合到处理器的监测输入端。处理器能够操作为评估该组工作电压的至少一部分以确定是否存在异常。在又一实施例中，该组工作电压的至少一部分可以被处理器离散地监测。此外，用于向存储器提供工作电压V3信号的第三电压调节器可以与所述处理器相关联。这里，处理器还可以监测V3电压信号的状态以确