ROHM setzt auf skalierbare Stromversorgung für Automotive-SoCs

Automotive-Computing-Plattformen entwickeln sich von verteilten elektronischen Steuergeräten hin zu Domain-Controller-Architekturen, wodurch der Bedarf an präzise geregelter Niederspannungs- und Hochstromversorgung steigt. Die aktuelle Konfiguration von ROHM adressiert diesen Wandel mit einem wiederverwendbaren Stromversorgungskonzept für Automotive-SoCs in Fahrerassistenz-, Fahrerüberwachungs-, Kamera- und integrierten Cockpit-Systemen.

Stromversorgungsarchitektur für Domain-Controller-Elektronik
Die steigenden Rechenanforderungen von Automotive-SoCs werden durch ADAS-Sensorfusion, höher auflösende Fahrzeuginnen- und Umfeldkameras sowie die Konsolidierung von ECUs in zentralisierte Computing-Architekturen vorangetrieben. Diese Systeme benötigen mehrere Versorgungsschienen, deterministische Einschaltsequenzen und eine zuverlässige Transientenreaktion bei variablen Rechenlasten.

Konventionelle Automotive-Stromversorgungsdesigns werden häufig auf bestimmte SoC-Anbieter oder Prozessorgenerationen zugeschnitten. Dies kann bei Plattformaktualisierungen zu erneuten Designzyklen führen, den Validierungsaufwand erhöhen und Entwicklungszeiten verlängern.

Der Ansatz von ROHM basiert auf einer konfigurierbaren Stromversorgungsarchitektur mit Kombinationen aus PMICs und DrMOS-Stufen und schafft damit ein modulares Stromversorgungskonzept anstelle fest definierter Ein-Plattform-Designs.

Die Architektur kombiniert die PMIC-Familie BD968xxC mit der DrMOS-Komponente BD96340MFFC. Je nach Leistungsanforderung des SoC reicht die Skalierung von eigenständigen PMIC-Konfigurationen für stromsparende Prozessoren bis hin zu PMIC-DrMOS-Kombinationen für Hochleistungs-Computing-Plattformen.

Konfigurierbares PMIC-Design für Automotive-SoC-Varianten
Die Power-Management-ICs arbeiten in einem Eingangsspannungsbereich von 2,7 V bis 5,5 V und entsprechen damit typischen Niederspannungsversorgungen in Fahrzeugarchitekturen. Laut ROHM unterstützt die konfigurierbare Architektur verschiedene Leistungsklassen, ohne dass zwischen Fahrzeugplattformen vollständige Neuentwicklungen erforderlich sind.

Für SoCs mit geringerem Leistungsbedarf sind die Bausteine BD96803QxxC und BD96811FxxC für den Standalone-Betrieb vorgesehen. Diese Konfigurationen eignen sich für Sensorkameras, Body-Control-Module und Sensorsteuerungen, bei denen der Strombedarf geringer und die Leiterplattenkomplexität begrenzt bleiben muss.

Anwendungen im mittleren Leistungsbereich wie Surround-View-Systeme oder Parkassistenzlösungen können mit Zwischenkonfigurationen umgesetzt werden.

Für leistungsstärkere SoCs, darunter ADAS-Domain-Controller, Cockpit-Integrationssysteme und Prozessoren für Fahrerüberwachung, können die BD96805QxxC- und BD96806QxxC-Bausteine mit der BD96340MFFC-DrMOS-Stufe kombiniert werden. ROHM gibt für bestimmte PMIC-Varianten Unterstützung für externe Driver-MOS-Konfigurationen mit einer Ausgangsleistung von bis zu 40 A an, um die Hochstromanforderungen moderner Anwendungsprozessoren abzudecken.

Zuverlässigkeit und Automotive-Qualifizierung
Alle Komponenten der vorgestellten Architektur sind nach AEC-Q100 qualifiziert und erfüllen damit Anforderungen an Zuverlässigkeit und Umgebungsbeständigkeit für Automotive-Halbleiter.

Die PMICs sind in Wettable-Flank-QFN-Gehäusen untergebracht, was die automatische optische Inspektion während der Leiterplattenfertigung erleichtert. Das DrMOS-Bauteil verwendet ein Flip-Chip-QFN-Gehäuse, das typischerweise zur Reduzierung parasitärer Widerstände und zur Verbesserung der thermischen Leistung in kompakten Stromversorgungsdesigns eingesetzt wird.

ROHM verweist zudem auf die Unterstützung von ISO-26262-konformen Entwicklungsprozessen für relevante PMIC-Familien, was für funktional sichere Automotive-Computing-Plattformen zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Warum skalierbares Automotive-Power-Management relevant ist
Moderne Fahrzeug-Computing-Architekturen ähneln zunehmend eingebetteten Serverplattformen, bei denen sich Prozessorgenerationen schneller entwickeln als Fahrzeugentwicklungszyklen.

Eine wiederverwendbare, skalierbare Stromversorgungsarchitektur reduziert den Aufwand für Neuentwicklungen beim Wechsel zwischen Prozessorgenerationen oder Ausstattungsvarianten. Statt für jede Fahrzeugvariante vollständig neue Stromversorgungsbäume zu qualifizieren, können Entwicklungsteams validierte Architekturbausteine erneut einsetzen.

Dies ist insbesondere für die Effizienz digitaler Lieferketten in der Automotive-Elektronikentwicklung relevant, da Komponentenwiederverwendung und geringerer Validierungsaufwand Entwicklungszeiten verkürzen können.

Die konfigurierbare Sequenzsteuerung und Mehrschienenregelung adressieren zudem praktische SoC-Anforderungen, da Automotive-Prozessoren häufig präzise definierte Start- und Abschaltsequenzen benötigen, um Fehlzustände zu vermeiden.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleiche, die in der ursprünglichen Pressemitteilung nicht enthalten waren.

Der konfigurierbare Ansatz entspricht dem breiteren Branchentrend hin zu skalierbaren Automotive-PMIC-Plattformen für zentralisierte Fahrzeug-Computing-Architekturen. Vergleichbare Lösungen werden unter anderem von Halbleiterherstellern wie Texas Instruments und NXP angeboten, die ebenfalls automotive-qualifizierte PMIC-Architekturen für ADAS- und Domain-Controller-Anwendungen bereitstellen.

Ein Differenzierungsmerkmal ist das modulare PMIC-DrMOS-Skalierungsmodell, das den Einsatz einer einheitlichen Architektur von stromsparenden Sensoranwendungen bis zu Hochstrom-Domain-Controllern ermöglicht. Die Plattform unterstützt in bestimmten Konfigurationen Ausgangsströme bis 40 A, programmierbare Power-Sequenzierung über OTP, EEPROM oder I2C sowie Schaltfrequenzen von bis zu 4 MHz und bewegt sich damit im erwarteten Leistungsbereich moderner Automotive-SoC-Stromversorgungslösungen.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

www.rohm.com