电源系统、计算系统和自动驾驶车辆的制作方法

本公开的实施例涉及自动驾驶，并且更具体地涉及电源系统、计算系统和自动驾驶车辆。

背景技术：

目前，自动驾驶车载计算平台正在大规模的研发中，其中一部分计算平台是基于现场可编程门阵列fpga的处理器方案，用于实现图像感知及轨迹规划等。在自动驾驶控制器中，功能安全是必不可少的。像fpga这种高性能处理平台，一般要求功能安全等级车辆安全完整性等级asil-b。为此，fpga的供电就要满足asil-b。然而，目前主流的fpga电源使用分立电源ic，这样没法保证功能安全，无法实现dc的有效覆盖。即使可以实现，也需要付出相当大的工作量及成本代价，并且量产质量无法保证，维修起来相当麻烦。

技术实现要素：

根据本公开的实施例，提供了一种电源系统、计算系统和自动驾驶车辆。

在本公开的第一方面，提供了一种用于对自动驾驶车辆中的fpga设备进行供电的电源系统，包括：第一电源管理集成电路，具有asil-b等级并且包括多个第一电源输出，所述多个第一电源输出耦合到所述fpga设备，以对所述fpga设备进行供电。

在本公开的第二方面，提供了一种用于自动驾驶车辆的计算系统，包括：fpga设备；以及根据第一方面所述的电源系统。

在本公开的第三方面，提供了一种自动驾驶车辆，包括根据第二方面所述的计算系统。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本公开的一些实施例的自动驾驶控制器的示意图；以及

图2示出了根据本公开的一些实施例的自动驾驶控制器的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

目前，基于fpga平台的自动驾驶控制器中fpga的供电方案均使用分立的电源ic。虽然这些分立的电源ic都是车规级器件，但是它们没有功能安全，无法满足iso26262asil-b安全等级。另外，fpga的电源种类众多(例如，多达二十几种)，如果都使用分立的电源ic，则需要使用大量的分立电源ic。如果需要满足asil-b安全等级，则每一路电源都要加上电源监测电路，设计成本和复杂度会大大增加。

图1示出了根据本公开的一些实施例的自动驾驶控制器100的示意图。自动驾驶控制器100是一种用于自动驾驶车辆的计算系统，其可以设置在自动驾驶车辆上，以用于执行数据处理和自动驾驶操作。

自动驾驶控制器100包括电源管理集成电路(pmic)102和fpga设备104(也称fpga)。pmic102用于对fpga设备104进行供电。pmic102可以具有iso26262asil-b等级，例如nxp公司的pf8200。pmic102可以包括多个电源输出，这些电源输出耦合到fpga设备104，以对fpga设备104进行供电。以这种方式，可以使得fpga设备104的电源系统或供电系统达到asil-b安全等级。

在一些实施例中，fpga设备104的核心需要较大的电流。一些pmic102可以无法实现这样的大电流。因此，电源系统还可以包括转换器106，转换器106可以是分立的dc-dc转换器，例如，降压(buck)转换器。转换器106可以用于对fpga设备104的核心进行供电，例如德州仪器公司的tps40170，提供较大的电流(例如，高达15a)以满足核心的要求。例如，转换器106还可以包括电源监测电路等，以实现asil-b安全等级。

在一些实施例中，可以使用多个pmic对fpga设备104进行供电。例如，一个pmic的电压轨可能无法满足fpga设备104的需求。另外，fpga设备104可能包括不同的电源域。对于不同的电源域，使用不同的pmic来进行供电可以提供更好的控制。例如，电源系统还可以包括pmic108，其用于对fpga设备104的另外的部分供电。例如，pmic102和108可以分别对fpga设备104的不同部分进行供电。

在一些实施例中，fpga设备可以包括处理器系统(ps)和可编程逻辑(pl)，并且处理器系统可以包括低功率处理器系统(pslp)和全功率处理器系统(psfp)。pmic102可以用于对pslp进行供电，转换器106可以对psfp和pl中的核心供电，并且pmic108可以对psfp和pl中的其他部分进行供电。应当理解，根据fpga设备104的不同需求，也可以提供更多的pmic来对fpga设备104进行控制，本公开在此不受限制。

根据本公开的实施例，通过使用asil-b等级的pmic对fpga设备进行供电既可以满足功能安全指标，又能降低设计的复杂度，提高应用的灵活性，可靠性也大大增加。

图2示出了根据本公开的一些实施例的自动驾驶控制器100的示意图。如图2所示，fpga设备104的第一部分162单独采用一个asil-b等级的pmic102供电。第一部分162可以是fpga设备104的pslp。fpga设备104的第二部分164可以由两个电源芯片来供电，转换器106和pmic108。例如，第二部分164可以是fpga设备104的psfp和pl。第二部分164的核心电源可以由转换器106供电，电流可达15a，其他电源可以使用pmic108来供电。

pmic102和108各自包括控制器(未示出)，以控制pmic的操作。控制器可以包括电源监测电路，以实现asil-b安全等级。由于存在pmic102和108两个asil-b安全等级的pmic都能向fpga设备104供电，这样即使当一个pmic故障，fpga仍然能够得到供电，使得本控制器的安全等级可以大于asil-b安全等级。

例如，pmic102可以包括一个或多个转换器122(例如，降压转换器)和/或一个或多个ldo124。在该示例中，pmic102包括7个降压转换器和4个ldo。类似地，pmic108也可以包括多个转换器142和多个ldo144。应当理解，pmic102和108所包括的转换器和ldo的数目可以改变。

在一些实施例中，pmic102和108可以包括通信接口(例如，i²c接口)，以接收用于配置pmic内的调节器的参数的指令。控制器可以根据接收到的指令来配置相应的调节器。调节器可以包括如上所述的ldo(例如，ldo124和144)和开关式转换器(例如，转换器122和142)，并且调节器的参数包括输出电压或供电电压以及保护门限等。以这种方式，pmic102和108的供电电压和保护门限等参数可以进行动态灵活配置。

根据本公开的实施例，整个供电系统满足asil-b功能安全等级，可靠性高，设计成本和复杂度低，集成度高，便于生产，可以通过通信接口(例如，i²c)动态配置，应用灵活。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所公开的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文公开的各实施例。