根据应用的不同，电源和电压监控要求存在很大差异。图 1-1 将这些要求分为安全应用和非安全应用两类。左侧方框关注安全，右侧方框则侧重于非安全和低成本。

ISO 26262 标准最初于 2011 年发布，旨在帮助解决电气和电子系统的功能安全问题。该标准采用一种称为汽车安全完整性等级 (ASIL) 的风险分类方案，用于表示安全相关功能的能力。该标准确定的四个 ASIL 分别是 ASIL A、ASIL B、ASIL C 和 ASIL D，其中 ASIL A 代表最低等级，ASIL D 代表最高等级。

ASIL-D 功能安全等级具有多个电压监控和 CPU 运行状况方面的要求，这些超出了本应用报告的范围。有多种方法可以满足这些要求。一种方法是使用电源管理 IC，该 IC 不仅向 MCU 供电，而且还集成了满足 ASIL-D 要求所需的各种电压监控和看门狗功能。为了满足 ASIL-D 要求，所选的 PMIC 应满足以下所有标准。

• 集成式 PMIC 应符合汽车应用要求。
• 应该在电压监控器上内置自检功能
• 诊断百分比为 90%
• 应该在所有输出电源轨上检测欠压/过压和电流限制
• 应该具有用于覆盖 MCU CPU 运行状况诊断的看门狗（窗口或 Q&A）
• 针对所有电源轨的电流限制和温度保护
• 用于监控 MCU 硬件故障诊断输出的错误信号监控器 (ESM)

您可以为 MCU 使用内部/外部 VREF。图 2-1 和图 2-2 展示了相应的解决方案。

在满足 ASIL-B 功能安全要求方面，您可以选择 PMIC 或分立式解决方案。

为了满足 ASIL-B 要求，所选的 PMIC 应满足以下所有标准：

• 集成式 PMIC 应符合汽车应用要求。
• 应该在电压监控器上内置自检功能
• 诊断百分比为 60%
• 应该在所有输出电源轨上检测欠压/过压和电流限制
• 应该具有看门狗（窗口或 Q&A）

对于分立式解决方案，请确保满足以下标准，以确保符合 ASIL-B 要求。

1. 系统电源要求

   这是我们为 MCU 和系统其余部分设计电源和监控解决方案时的其中一个重要步骤。根据 MCU 的数据表计算 IDD 和 IDDIO 的最大电流消耗值，并考虑每个电源轨上其他元件的所有电流消耗。

2. 选择 LDO/降压转换器
   1. 选择 LDO 作为 VDD 和 VDDIO 的电源时，请确保它们提供功能安全、通过了汽车认证并具有良好的精度（建议精度为 1% 或更高）
   2. 选择降压转换器作为 VDD 或 VDDIO 的电源时，请确保它们提供功能安全且通过了汽车认证
   3. 选择双路降压转换器作为 VDD 或 VDDIO 的电源时，请确保它们提供功能安全并通过了汽车认证
   4. 为了选择适用于特定应用的合适稳压器，需要考虑输入电压、所需输出电压、最大负载电流、尺寸效率和额定功率等参数，以便充分发挥稳压器的特性。如果效率不是您的首要考虑因素，热量不是问题，所需的电流非常小，或 Vin 仅略高于 Vout，则可以使用 LDO。但是，如果效率和性能是您最关心的问题，即使它更复杂并且可能更昂贵，也最好选择降压转换器。

      至于电气噪声，LDO 的本底噪声比降压转换器要低。这是因为降压转换器（和其他开关电源）使用的电感器往往会产生大量噪声。

3. 选择监控器

   选择可以监控 VDD 和 VDDIO 电源轨的 IC。可以使用单个多通道监控器，也可以为每个电源轨选择单独的监控器。选择符合功能安全要求并通过汽车认证的 IC。有关监控 VDD 的更多信息，请参阅器件特定数据表。

4. 为 ADC 选择外部 VREF

   确保选择的 IC 提供功能安全并通过了汽车认证。

   VREF 可由外部或内部提供。与使用电源轨的外部基准相比，为 ADC 使用内部基准可以提供更高的精度。如果使用了外部 VREF，请使用缓冲器来尽量降低电源轨上的噪声。根据应用的功能安全目标，可能需要对 ADC VREF 进行电压监控。

5. 选择看门狗

   您可以使用外部看门狗或具有集成式窗口/Q&A 看门狗的监控器。

   图 2-3 ASILB：具有外部 VREFHI 和外部 VREG 的 MCU
   图 2-4 ASILB：具有内部 VREFHI 和外部 VREG 的 MCU