一种电源管理芯片、电源管理方法、电子设备及车辆与流程

1.本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源管理芯片、电源管理方法、电子设备及车辆。


背景技术：

2.对于pmic（power management integrated circuit，电源管理芯片）电源轨（power rail）损坏往往会造成不可逆的损害，使得整个芯片都无法使用。但是，目前的电源设计过程中，仅对电源轨的工作状态做了监控，在电源轨出现故障时通知soc芯片，发出警报并由相关工作人员进行更换。对电源的这些保护措施，无法保证电源的及时修复，影响产品可靠性和稳定性。对于功能安全要求的产品，可能导致较为严重的安全可靠性问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例为了解决上述问题，提供一种电源管理芯片、电源管理方法、电子设备及车辆。
4.根据本发明第一方面，提供了一种电源管理芯片，所述电源管理芯片包括：至少一个主份电源轨，用于将接入所述电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接；所述主份电源轨配置至少一个内部备份电源轨，与所述主份电源轨相连接，用于在所述主份电源轨和/或外部备份电源轨发生故障时，将接入所述电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接；所述主份电源轨配置至少一个所述外部备份电源轨，与所述主份电源轨相连接，用于在所述主份电源轨和/或所述内部备份电源轨发生故障时，将接入所述电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接；其中，所述外部备份电源轨配置在与所述电源管理芯片具有不同工艺参数的外部集成电路上。
5.根据本发明一实施方式，所述主份电源轨与为这一主份电源轨配置的所述内部备份电源轨以及所述外部备份电源轨并联连接。
6.根据本发明一实施方式，所述电源管理芯片通过通用输入输出接口与所述外部集成电路进行交互。
7.根据本发明一实施方式，所述主份电源轨配置两个及以上的外部备份电源轨，所述两个及以上的外部备份电源轨配置在不同外部集成电路上，并且两个所述外部集成电路具有不同工艺参数。
8.根据本发明一实施方式，配置所述外部备份电源轨的芯片与所述电源管理芯片的以下工艺参数中至少之一不同：封装、电源轨实现结构和晶体管电路的尺寸。
9.根据本发明一实施方式，所述电源管理芯片为系统级芯片。
10.根据本发明第二方面，还提供了一种电源管理方法，所述方法包括：检测接入电源管理芯片的供电模块与用电模块的连接状态；在所述连接状态示出连接异常的情况下，切换连接所述供电模块与所述用电模块的电源轨；其中，所述供电模块与所述用电模块被配置为能够通过以下之一进行连接：一个主份电源轨、至少一个内部备份电源轨以及至少一
rail_1，主份电源轨power rail_1用于将接入电源管理芯片的供电模块（图中未示出）与用电模块（图中未示出）进行连接。主份电源轨power rail_1配置至少一个内部备份电源轨power rail_1_backup_int和至少一个外部备份电源轨power rail_1_backup_ext。其中，外部备份电源轨power rail_1_backup_ext配置在与电源管理芯片具有不同工艺参数的外部集成电路上。
22.需要说明的是，配置外部备份电源轨power rail_1_backup_ext的外部集成电路可以是一个单纯的外部电路outside circuit，也可以是另一个与电源管理芯片pmic1具有不同工艺参数电源管理芯片pmic2。
23.在本发明这一实施方式中，配置外部备份电源轨的电源管理芯片pmic2与电源管理芯片pmic1的工艺参数不同可以表现为以下至少之一：1.电源管理芯片pmic2与电源管理芯片pmic1的封装不同，不同的封装可以包括：dip（dual tape carrier package，双侧引脚带载封装）、bqfp（quad flat package with bumper，带缓冲垫的四侧引脚扁平封装）、fqfp（fine pitch quad flat package，小引脚中心距的四侧引脚扁平封装）、cqfp（quad fiat package with guard ring、带保护环的四侧引脚扁平封装）、plcc（plastic leaded chip carrier，带引线的塑料芯片载体）、qtcp（quad tape carrier package）四侧引脚带载封装和sip（single in-line package，单列直插式封装）等；2.电源管理芯片pmic2与电源管理芯片pmic1的电源轨实现结构不同，电源轨实现结构可以包括buck和boost电路等；3.电源管理芯片pmic2与电源管理芯片pmic1的晶体管电路的尺寸不同，例如：电源管理芯片pmic2与电源管理芯片pmic1的晶体管电路的尺寸可以分别是22nm、28nm和40nm等中的一者。这里，电源管理芯片的晶体管电路的尺寸也可以称为电源管理芯片的蚀刻尺寸。
24.在本发明这一实施方式中，内部备份电源轨power rail_1_backup_int与主份电源轨power rail_1相连接，用于在主份电源轨power rail_1发生故障时，将接入电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接。外部备份电源轨power rail_1_backup_ext与主份电源轨power rail_1相连接，用于在主份电源轨发生故障时，将接入电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接。
25.这里需要说明的是，可以确定当前用于连接供电模块与用电模块的第一电源轨，并在第一电源轨发生故障时，根据设定切换规则，将用于连接供电模块与用电模块的电源轨配置为第一电源轨之外的第二电源轨。其中，第一电源轨和第二电源轨均为一个主份电源轨、至少一个内部备份电源轨以及至少一个外部备份电源轨中的一者。例如，当前用于连接供电模块与用电模块的第一电源轨为主份电源轨power rail_1，可以在主份电源轨power rail_1发生故障时，这里可以优先通过内部备份电源轨power rail_1_backup_int将接入电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接，也可以优先通过外部备份电源power rail_1_backup_ext将接入电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接，实际应用过程中可以根据需求对电源管理芯片进行配置，本发明对此不做限定。
26.图2示出了本发明实施例应用示例中电源管理芯片的组成结构示意图。
27.参考图2，本发明实施例应用示例中电源管理芯片通过in管脚接收pmic1所驱动的
芯片的系统信号vsys，pmic1所驱动的芯片可以为soc（system on chip，系统级芯片）。这里，en、en_1和en_n 也用于接收pmic1所驱动的芯片的系统的控制信号，例如：sys_signal1、sys_signalx等。
28.gpio_1~gpio_n 为电源管理芯片pmic1与外部电路（outside circuit）或者电源管理芯片pmic2的交互通道。power rail_1~ power rail_x 为pmic1配置的x个主份电源轨。power rail_1_backup_int~ power rail_ x_backup_int分别为主份电源轨power rail_1~ power rail_x配置的内部备份电源轨。power rail_1_backup_ext ~ power rail_ x_backup_ext 为分别为主份电源轨power rail_1~ power rail_x配置的外部备份电源轨。power rail_1 与power rail_1_backup_ext 和power rail_1_backup_int并联在一起。同理power rail_x与power rail_x_backup_ext 和power rail_x_backup_int并联在一起。这里，int 代表内部，ext代表外部。
29.当检测到内部电源轨出现问题时，可以通过内部信号控制切换至通过内部备份电源轨将相应接入电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接，或通过i2c协议与外部电路或pmic2进行通信，控制通过外部备份电源轨将相应接入电源管理芯片的供电模块与用电模块进行连接。
30.由此，从源头避免一般的电源管理芯片，在芯片内部为电源轨做内部电源轨的备份，有效避免硬件随机性失效的问题，同时在芯片外部不同工艺参数集成电路上做冗余的外部电源轨备份，有效避免高温等情况导致的电源管理芯片内部电源轨的一致性失效。显著增强了电源管理芯片的系统鲁棒性，能够有效优化计算功能安全等级指标。
31.在本发明这一实施方式中，主份电源轨power rail_1与为该主份电源轨配置的内部备份电源轨power rail_1_backup_int以及外部备份电源轨power rail_1_backup_ext并联连接。主份电源轨power rail_x与为该主份电源轨配置的内部备份电源轨power rail_x_backup_int以及外部备份电源轨power rail_x_backup_ext并联连接。
32.在本发明这一实施方式中，电源管理芯片pmic1通过gpio（general-purpose input/output，通用输入输出接口）与外部集成电路outside circuit或pmic2进行交互，例如：图2中的gpio_0和gpio_1。
33.为了进一步提高电源管理芯片的可靠性，在本发明另一实施方式中，为一个主份电源轨配置两个及以上的外部备份电源轨，两个及以上的外部备份电源轨配置在不同外部集成电路上，并且两个外部集成电路具有不同工艺参数。
34.需要说明的是，在本发明实施例中，可以为每一主份电源轨均配置内部备份电源轨和外部电源轨，同时每一主份电源轨均配置内部备份电源轨的数量以及为每一主份电源轨配置的外部电源轨的数量也可以相同。当然，也可以根据电源轨的可靠性等实际需求，为不同的主份电源轨配置不同工艺参数和数量的内部备份电源轨和外部电源轨。
35.在本发明这一实施方式中，电源管理芯片为系统级芯片。
36.图3示出了本发明实施例电源管理方法的实现流程示意图。
37.参考图3，本发明实施例电源管理方法，至少包括如下操作流程：操作301，检测接入电源管理芯片的供电模块与用电模块的连接状态。
38.操作302，在连接状态示出连接异常的情况下，切换连接供电模块与用电模块的电源轨。其中，供电模块与用电模块被配置为能够通过以下之一进行连接：一个主份电源轨、
至少一个内部备份电源轨以及至少一个外部备份电源轨，其中，外部备份电源轨配置在与电源管理芯片具有不同工艺参数的外部集成电路上。
39.在本发明这一实施方式中，切换连接供电模块与用电模块的电源轨，包括：确定当前用于连接供电模块与用电模块的第一电源轨；根据设定切换规则，将用于连接供电模块与用电模块的电源轨配置为第一电源轨之外的第二电源轨；其中，第一电源轨和第二电源轨均为一个主份电源轨、至少一个内部备份电源轨以及至少一个外部备份电源轨中的一者。
40.其中，操作301和操作302的其他具体实现细节与图1和图2所示实施例电管管理芯片的具体实现细节相类似，这里不再赘述。
41.本发明实施例电源管理芯片、电源管理方法、电子设备及车辆中，针对电源管理芯片的一个主份电源轨配置至少一个内部备份电源轨和至少一个外部备份电源轨，并且外部备份电源轨配置在与电源管理芯片具有不同工艺参数的外部集成电路上。由此，可以在主份电源轨和/或内部备份电源轨发生故障时，将接入电源管理芯片的供电模块与用电模块通过相应的外部备份电源轨进行连接，在主份电源轨和/或外部备份电源轨发生故障时，将接入电源管理芯片的供电模块与用电模块通过相应的内部备份电源轨进行连接。从内部或者外部备份两个维度保障电源轨的正常使用，显著提升电源管理芯片的系统鲁棒性，有效避免仅从内部配置多个工艺参数一致的电源轨所造成的一致性。
42.同理，基于上文电源管理芯片和电源管理方法，本发明实施例还提供一种电子设备，电子设备包括上述电源管理芯片。
43.进一步，基于上文电源管理芯片和电源管理方法，本发明实施例还提供了一种车辆，车辆包括上述电子设备。
44.这里需要指出的是：以上对针对电子设备和车辆实施例的描述，与前述图1至图3所示的电源管理芯片和电源管理方法实施例的描述是类似的，具有同前述图1至图3所示的电源管理芯片和电源管理方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明电子设备和车辆实施例中未披露的技术细节，请参照本发明前述图1至图3所示的电源管理芯片和电源管理方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。
45.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
46.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
47.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单
元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
48.另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
49.本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（read only memory，rom）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
50.或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、rom、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
51.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。