ADAS、自動運転に必要な機能安全対応システムの構築に貢献

＜要旨＞
ローム株式会社(本社：京都市)は、ADAS(先進運転支援システム)や自動運転用のセンサ・カメラ、電動パワーステアリングなど、極めて高い安全性が必要とされる車載アプリケーションの電源システムに向けて、機能安全(※1)対応をサポートする自己診断機能(BIST: built-in self test)内蔵の電源監視IC「BD39040MUF-C」を開発しました。
「BD39040MUF-C」は、ADAS用センサモジュールなどに搭載される電源システムに対して、既存の電源シーケンス(投入順番)を変更せずそのまま外付けするだけで、機能安全に必要な監視機能を付与できる電源監視ICです。機能安全に必須とされる電圧監視機能(パワーグッド機能、リセット機能)やECUの周波数監視機能(ウォッチドッグタイマ)などに加えて、業界で初めて電源監視ICに自己診断機能を組み込んでおり、独自の技術で既存システムに影響を与えることなく電源監視IC自身の潜在的な故障を検査することができるため、機能安全に求められる、より安全なシステム構築に貢献します。さらに、これらの機能を3mm角の小型パッケージで製品化したことで、小型化が求められるADAS用アプリケーションに最適です。
なお、本製品は2019年2月よりサンプル出荷(サンプル価格　500円/個：税抜)を行っており、2019年8月から当面月産10万個の体制で量産を開始する予定です。生産拠点は、前工程がローム浜松株式会社(浜松市)、後工程がROHM Electronics Philippines Inc.(フィリピン)になります。
今後もロームは、システム最適化や省電力化を実現する製品を開発し、ADASや自動運転など自動車の技術革新に貢献していきます。

＜背景＞
近年、自動車分野ではADASや自動運転の技術革新が急激に進んでおり、事故の未然防止に貢献する機能(衝突防止、レーンキープなど)が必要とされるようになりました。それに伴い搭載される半導体に対しても、問題が起きた場合にどのように安全を確保するか(フェイルセーフ)を念頭に置いた製品開発が求められるようになっており、ECUを中心に自己診断機能など、機能安全の実現に貢献する機能が盛り込まれるようになっています。
ロームは、2017年に業界に先駆けて液晶ドライバや電源ICなどで構成される機能安全対応の液晶パネルチップセットを開発し、2018年に国際的な機能安全規格「ISO26262」の開発プロセス認証を取得するなど、自動車の機能安全に対応する製品開発を進めています。今回、システムの安全性や冗長性を配慮するうえで、ECUや電源に組み込まずに、独立する電源監視ICに自己診断機能と各種監視機能を盛り込むことで、既存の電源にも簡単に機能安全性を付与できる業界初の自己診断機能内蔵の電源監視ICを開発しました。

＜特長の詳細＞
「BD39040MUF-C」は、業界で初めて自己診断機能を内蔵した電源監視ICとして、下記特長によりADAS、自動運転に必要な機能安全対応システムの構築に貢献します。

1. 自己診断機能により機能安全に必要な信頼性を向上
機能安全において、より高い安全性要求レベル(ASIL)をクリアするためには、電源監視機能自身の潜在的故障(隠れた故障)を検出する必要があります。例えば、過電圧監視などの監視機能が異常を検出できないときに故障した場合、故障を知ることができない隠れた故障となり、この状態は異常を検出できない危険な状態となります。
BD39040MUF-Cは、独自の回路技術により業界で初めて電源監視ICに自己診断機能を内蔵したことで、仮に潜在的故障がある場合に、事前に通知することが可能です。また、通常動作時においても安全性を向上させるために、基準電圧回路、発振器回路を多重化し、常時相互監視させるシステムを採用しています。

2. 既存の電源システムに柔軟に対応
BD39040MUF-Cは、既存の電源システムに機能安全対応の要求がある場合に、電源シーケンスを変更せずにそのまま外付けするだけで、簡単に機能安全をサポートすることが出来ます。また、ECU向けの周波数監視(ウォッチドッグタイマ)は、外付け抵抗によって監視周波数の変更が可能で、監視の有効タイミングON/OFFも自由に設定することが出来ます。さらに、小型化が求められるADAS系アプリケーションに最適な3mm角の小型パッケージ製品となっています。これらにより、今後機能安全の需要が多くなるADASや自動運転など、小型化が求められる安全運転支援モジュールに柔軟に対応します。

3. 車載電源とECUが必要とする多彩な監視機能を内蔵
BD39040MUF-Cには、電源が必要とする過電圧監視機能や減電圧監視機能(パワーグッド機能)、ECUが必要とする周波数監視(ウォッチドッグタイマ)やリセット機能など、豊富な監視機能が組み込まれており、幅広い視点から機能安全の構築をサポートします。その中で、ウォッチドッグタイマには、故障検出の感度を向上させるために、周波数が範囲内に入っていることを監視できるWindowタイプを採用しており、高精度の監視を実現します。

＜アプリケーション例＞

• ADASや自動運転のセンサ、カメラ、レーダー
• エンジンコントロールユニット
• 電動パワーステアリング
• ダッシュボードのクラスター、LCDパネル
• インフォテインメント
• ランプ

などに搭載され、ASIL-B以上の機能安全対応を必要とする電源システム


＜新製品の機能概要＞

• 入力電圧範囲: 2.7V～5.5V
• 自己診断機能(BIST)内蔵
• リセット機能内蔵(過電圧監視機能、減電圧監視機能)
• 電圧監視機能4ch内蔵(過電圧監視機能、減電圧監視機能)
• 基準電圧相互監視機能内蔵
• 発振周波数相互監視機能内蔵
• Windowタイプウォッチドッグタイマ(WDT)内蔵
  (外付け抵抗で監視時間を設定可能、WDT有効タイミングをON/OFF設定可能)
  WDTの入力信号の天絡検知、地絡検知をWDOUT端子で検出可能
• AEC-Q100対応(Grade 1)

＜用語説明＞
(※1)機能安全
機能安全とは、「監視装置や防護装置などの付加機能によるリスク低減策」であり、安全方策(安全を確保するための考え方)の1つである。自動車分野における機能安全は、電子システムの故障などにより機能不全が発生した場合に、人体への危害を発生させないようリスクを受け入れられるレベルまで減らして安全にすることである。自動車の機能安全規格としてISO26262がある。一方、ICで良く言われる保護機能は、IC自身の破壊や誤動作をIC内部でモニタリングし、IC自身の安全を確保する機能である。