[发明专利]优化的电源架构

说明书

一种电源架构，提供用于微控制器系统中的电力的有效分配和故障监测。该电源架构包括各种部件以及高完整性和多样化监测方案，其允许相关联的控制处理器用高安全标准工作。各种实施例提供用于电子模块安全架构的集成的方法或设备，其包括用于各种微处理器和控制通信总线的电源的多样性、时间和空间独立性。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月4日递交的美国临时申请No.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

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。

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：ASILA、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。

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

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。

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V1处的第一中间节点。分压器还限定了在比电势V1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。

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。