L'architecture d’alimentation de SoC automobile allie réutilisabilité et évolutivité

Les plateformes de calcul automobile évoluent. Les unités de commande électroniques distribuées s'orientent vers des architectures à contrôleurs de domaine. Ce qui augmente les besoins en alimentation basse tension et fort courant rigoureusement contrôlée. La dernière solution de Rohm entend répondre à cette évolution avec une approche réutilisable de conception d’alimentation pour les système sur puce (SoC) automobiles utilisés dans les systèmes avancés d’aide à la conduite (Adas), de surveillance du conducteur, de détection par caméra et de cockpit intégré.

Architecture d’alimentation
Les exigences en puissance de calcul des SoC automobiles sont portées par la fusion de capteurs Adas, l’augmentation de la résolution des systèmes d’imagerie embarqués et la consolidation des unité de calcul électronique dans des architectures de calcul centralisées. Ces systèmes nécessitent plusieurs rails d’alimentation, des séquences de démarrage déterministes et une réponse transitoire fiable sous des charges de calcul variables.

Les architectures d’alimentation automobile traditionnelles sont souvent personnalisées pour des fournisseurs de SoC ou des générations de processeurs spécifiques. Cela peut entraîner des cycles de reconception lors des mises à jour de plateformes, augmentant les efforts de validation technique et allongeant les délais de développement.

Rohm propose une architecture d’alimentation configurable reposant sur des combinaisons de PMIC et d’étages DrMOS, créant ainsi un écosystème modulaire d’alimentation automobile plutôt que des conceptions fixes limitées à une seule plateforme.

L’architecture associe la famille de PMIC de la série BD968xxC au composant DrMOS de la série BD96340MFFC. Selon les exigences de performance du SoC, la conception peut évoluer d’implémentations PMIC autonomes pour des processeurs à faible consommation vers des configurations PMIC-DrMOS pour des plateformes de calcul à fort courant.

Conception configurable des PMIC
Les circuits intégrés de gestion de l’alimentation fonctionnent dans une plage de tension d’entrée de 2,7 V à 5,5 V, correspondant aux domaines d’alimentation basse tension courants dans l’automobile. Selon Rohm, cette architecture configurable prend en charge plusieurs classes de performance sans nécessiter de refonte complète entre différentes plateformes de véhicules.

Pour les SoC à plus faible consommation, les composants des séries BD96803QxxC et BD96811FxxC sont destinés à un fonctionnement autonome. Ces configurations ciblent les caméras de détection, les modules de contrôle de carrosserie et les systèmes de contrôle de capteurs, où les besoins en courant sont plus faibles et la complexité des cartes électroniques doit rester limitée. Les applications telles que les systèmes de vision panoramique et d’assistance au stationnement peuvent utiliser des configurations intermédiaires.

Pour les SoC plus performants, notamment les contrôleurs de domaine Adas, les systèmes d’intégration de cockpit et les processeurs de surveillance du conducteur, les composants de la série BD96805QxxC et BD96806QxxC peuvent être associés à l’étage DrMOS de la gamme BD96340MFFC. Rohm indique une prise en charge de configurations Driver MOS externes offrant jusqu’à 40 A de capacité de sortie pour certaines variantes de PMIC, afin de répondre aux exigences de fort courant des processeurs applicatifs modernes.

Exigences de fiabilité et qualification automobile
Tous les composants de l’architecture présentée sont qualifiés AEC-Q100, répondant ainsi aux exigences automobiles en matière de fiabilité et de résistance environnementale.

Les PMIC sont intégrés dans des boîtiers QFN à flancs mouillables, améliorant les capacités d’inspection optique automatisée lors de l’assemblage des cartes électroniques. Le circuit DrMOS utilise un boîtier flip-chip QFN, une approche généralement choisie pour réduire les résistances parasites et améliorer les performances thermiques dans les conceptions d’alimentation compactes.

Rohm mentionne également la prise en charge de processus conformes à l’ISO 26262 pour les familles de PMIC concernées, un critère de plus en plus important pour les plateformes de calcul automobile orientées sécurité fonctionnelle.

Gestion évolutive de l’alimentation automobile est importante
Les architectures modernes de calcul embarqué dans les véhicules ressemblent de plus en plus à des plateformes serveur embarquées, où les générations de processeurs évoluent plus rapidement que les cycles de développement automobile. Une architecture d’alimentation réutilisable et évolutive réduit la charge de reconception lors du passage entre générations de processeurs ou niveaux d’équipement. Au lieu de requalifier des architectures d’alimentation entièrement nouvelles pour chaque variante de véhicule, les équipes d’ingénierie peuvent réutiliser des blocs architecturaux déjà validés.

Cela est particulièrement pertinent pour l’efficacité des chaînes d’approvisionnement numériques dans le développement électronique automobile, où la réutilisation de composants et la réduction des validations peuvent raccourcir les cycles d’ingénierie.

La séquence d’alimentation configurable et le contrôle multi-rails répondent également à des exigences pratiques des SoC, les processeurs automobiles nécessitant fréquemment des séquences de démarrage et d’arrêt strictement ordonnées afin d’éviter les états de défaillance.

Contexte supplémentaire
Cette section détaille des spécifications techniques et des comparaisons concurrentielles non incluses dans le communiqué de presse original.

Cette approche configurable s’inscrit dans la tendance plus large du secteur vers des plateformes PMIC automobiles évolutives destinées aux architectures de calcul centralisées pour véhicules. Des solutions comparables existent chez des fabricants de semi-conducteurs tels que Texas Instruments et NXP, qui proposent également des architectures PMIC qualifiées automobile pour les applications ADAS et contrôleurs de domaine.

L’un des éléments différenciateurs réside dans le modèle modulaire de mise à l’échelle PMIC-DrMOS, permettant à une architecture unique de couvrir aussi bien des applications de détection à faible consommation que des déploiements à fort courant pour contrôleurs de domaine. La plateforme prend en charge, dans certaines configurations, des courants de sortie jusqu’à 40 A, une séquence d’alimentation programmable via OTP, EEPROM ou I2C, ainsi que des fréquences de commutation pouvant atteindre 4 MHz, ce qui la positionne dans la plage de performance attendue des solutions d’alimentation pour SoC automobiles.

Publié avec l’assistance de l’IA par Aishwarya Mambet, rédactrice pour Induportals.

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