符合ASIL要求的磁传感器集成电路解析

本技术文章介绍了磁传感器集成电路（IC），该集成电路可提供汽车安全完整性等级（ASIL）符合性的诊断信息。智能车辆控制系统中的当前革命在很大程度上依赖于迅速发展的物理检测技术，该技术称为磁传感器集成电路（IC）。这些非接触式磁传感器IC的复杂性，可靠性，灵活性和功能性几乎消除了最新一代汽车几乎所有应用中对机电开关的需求。然而，伴随着复杂电子设备使用量的增加，人们更加关注难以检测的系统级风险。反过来，这又导致汽车行业将重点放在汽车功能安全上。ISO 26262功能安全标准概述了开发过程，包括将风险最小化的预测分析。反过来，此过程需要将高级诊断功能直接集成到磁传感器IC系统中。将对使用新型创新型嵌入式固态线圈进行端到端系统测试的，实现了集成诊断的新型磁传感器IC进行检查。

概述

打开任何新型汽车的门，您将立即被看不见的电子传感器网络所包围。它们检测安全带的弯曲，窗户或天窗的夹伤，变速杆的位置，发动机变速箱的转速和方向以及凸轮轴的位置，仅举几个例子。通过各种类型的非接触式磁检测器（即霍尔效应，巨磁阻（GMR），各向异性电阻（AMR））的发展，使实时感测渗透到这些应用中已变得切实可行。这些先进的固态半导体IC除了具有非常小的外形尺寸外，还具有成本效益，功率效率，非接触式，

这些检测系统提供了高级的计算复杂性，提供了高度的输出排列。这对实现ISO 26262的功能安全性提出了挑战，因为设备状态复杂性和几乎无限种的车辆运行条件共同导致不可能通过设计预期或在测试程序中发现所有使用情况和故障模式。鉴于可能需要几乎即时的响应来保护乘客和保护车辆，因此，这些灵巧的检测系统必须能够自我诊断，并且在运行不正常时甚至可以自行纠正。

传统解决方案使用具有有限操作状态（操作与否）的机电开关，因此故障检测非常简单。焊接的簧片开关触点短路。开关弹簧损坏会阻止输出状态更改。系统级故障很难预料。预防性维护通常基于通用的平均故障时间（MTTF）数据，并且对开关进行了过度设计，以适应所有合理的情况而无需进行调整。

图1基于磁性霍尔效应的传感器IC在受限的位置（例如，变速杆和安全带扣）提供紧凑的数据收集

IC可以提供次优的输出，因此根据ISO 26262汽车安全完整性等级（ASIL），汽车使用要求采取额外的安全措施以避免不合理的残留风险。ASIL制定安全目标，而不是对整个系统或组件进行特征描述。严格的ASIL D级要求制造商遵循严格的开发准则，包括故障模式影响和诊断分析（FMEDA），以量化甚至非常低的故障风险。这些复杂性要求进行全面的诊断，以确保检测到系统级故障并启用安全（临时回原点）模式。

安全关键应用中的冗余

对于安全关键功能，可行的选择是系统中的冗余。机电设计通常体积大且在线，因此它们无法容纳故障转移冗余，而在备用冗余中可以在线进行替代控制。基于磁学的控制系统通过允许自动交换控制电路来适应故障转移冗余，因为磁传感器IC不需要与要检测的机械目标或电路接触或直接电连接。

冗余有多种形式。系统可以包括彼此非常靠近的一对非接触式磁传感器IC。每个传感器IC都有自己的电源，地和输出，因此，如果其中一个发生故障，则在诊断程序检测到故障后，另一个传感器将接管工作。互补传感器IC可以仅用于通知控制器其队列在应进行的时间不切换。此外，有些传感器IC具有自我诊断功能，可以在不正常运行的情况下通知控制器，而无需其他传感器IC的帮助。

编辑：hfy