今天的先進車輛的旋鈕和按鈕越來越少，而是依靠觸摸屏上的點擊和滑動來控制各種功能。您可以調整后視鏡和燈光、打開擋風玻璃雨刷器、設置路線，以及更多來自顯示器變得越來越大且分辨率越來越高的功能。現代車輛內部可以有多達 10 個顯示器，提供安全關鍵信息。數字儀表盤、中央信息顯示器 （CID）、智能后視鏡、側視鏡更換和平視顯示器就是幾個例子。這就是為什么這些顯示器必須符合功能安全標準的原因。

ISO 26262是一項國際標準，規定了汽車電子/電氣系統的功能安全。該標準的一個組成部分是汽車安全完整性等級 （ASIL），它對汽車系統中的固有安全風險進行分類。在四個 ASIL 級別中，ASIL D 要求根據嚴重程度（傷害）、暴露（概率）和可控性進行最安全關鍵的流程和測試。擋風玻璃刮水器、電動助力轉向、側視攝像頭（后視鏡更換）、安全氣囊展開、制動和發動機管理是通常需要 ASIL D 合規性的汽車系統示例。

汽車顯示器通常屬于 ASIL B 的參數。具體而言，在儀表組顯示器中，有幾個塊應該符合 ASIL B 標準。其中兩個模塊是用于電源管理的薄膜晶體管 （TFT） 偏置和發光二極管 （LED） 背光驅動器。TFT 偏壓通常包括用于 TFT 源極驅動器的 AVDD 和 NAVDD 電壓、用于 TFT 柵極驅動器的 VGON 和 VGOFF 電壓，在某些情況下，還包括用于液晶顯示器 （LCD） 背板的 VCOM 電壓。I 2 C 和故障引腳提供與主機微控制器單元 （MCU） 的通信機制。符合 ASIL B 規范的 TFT 偏置模塊應具有以下特性：

I 2 C（數據信號和時鐘信號）和故障引腳，用于在每個導軌上執行設置調整和診斷。

每個導軌上的欠壓和過壓。

通過 I 2 C具有固定或可調電壓的內部電阻器（外部電阻器不是一個受歡迎的選擇，因為它們會出現更多的故障點）。

冗余參考

打開啟用以提供額外的冗余。當使能打開時，芯片會查看另一個引腳來確定它是打開還是關閉。

至于故障場景，TFT 偏置需要注意以下三個方面： 1） 當 VCOM 電壓超出范圍時；2）當VGON電壓處于過壓情況時；3） 在故障安全操作期間，打開使能引腳。在 VCOM 和 VGON 電壓的前兩種情況下，故障引腳會向 MCU 發出警報。然后，MCU 將讀取寄存器以驗證故障情況并使用 I 2 C 相應地調整電壓。在故障安全操作場景中，當使能引腳打開而 FEN 仍為高電平時，輸出電壓將回落至默認設置。MCU 可以通過 I 2 C調節電壓。

滿足上述標準的 TFT 偏置 IC 示例是MAX20067 TFT-LCD 偏置 IC，具有 VCOM 緩沖器、電平轉換器和 I 2 C 接口。該 PMIC 提供業界首個用于 TFT-LCD 的集成電源解決方案，具有同步升壓、柵極遮蔽和 I 2 C。I 2 C 接口提供設置控制、診斷和監控。該 IC 還在 AVDD 升壓轉換器中進行了擴頻調制，以降低峰值干擾并增強電磁干擾 （EMI） 性能。

現在，讓我們考慮 LED 背光驅動器的 ASIL B 特性。在這里，輸入通常直接連接到汽車電池，當輸出短路時，汽車電池具有電壓保護。根據每串 LED 的數量，輸出可以是升壓或單端初級電感轉換器 （SEPIC）。與 MCU 通信需要I 2 C 和故障引腳。

滿足 ASIL B 標準的 LED 驅動器需要具備以下特性：

I 2 C（數據信號和時鐘信號）和故障引腳，用于在每個導軌上執行設置調整和診斷

每串 LED 開路或短路檢測

輸出電壓測量

每串 LED 電流測量

通過 I 2 C 具有固定輸出或可調輸出的內部電阻器

打開啟用

用于監控輸出的冗余參考

涉及 LED 驅動器的故障場景包括：

如果字符串 1 有一個 LED 打開。在這種情況下，故障引腳會提醒 MCU，MCU 會讀取 I 2 C 寄存器以了解哪個 LED 燈串有開路。然后，MCU 將向其他燈串注入更多電流以達到相同的亮度。

如果字符串 2 的 LED 短路。與燈串 1 的情況一樣，這種情況下的故障引腳會提醒 MCU，MCU 會讀取 I 2 C 寄存器以了解哪個 LED 燈串短路。為了省電，LED 驅動器會通過短路關閉燈串。然后，MCU 將向其他燈串注入更多電流以產生相同的亮度。

如果升壓輸出電壓低。故障管腳再次提醒MCU，MCU讀取I 2 C寄存器得知升壓電壓偏低。通常，輸出電容對地短路，或者 LED 對地短路。前保護裝置，例如 PGATE，將打開。在這種情況下，儀表板僅顯示重要消息，例如速度或發動機溫度。

使用打開的啟用引腳進行故障安全操作。當啟用引腳打開而 FEN 仍為高電平時，LED 驅動器電流回落至默認設置。MCU 可以通過 I 2 C 調節電流。

MAX20446 6通道、I 2 C LED驅動器具有高壓DC-DC控制器和電池斷路功能，是滿足討論標準的LED驅動器示例。該 IC 具有集成電流模式開關 DC-DC 控制器，支持升壓或 SEPIC 拓撲，提供多串高亮度 （HB） LED 所需的電壓。I 2 C 提供設置控制以及診斷和監控以支持 ASIL B 要求。具有相移和混合調光的擴頻增強了 EMI 性能。該 IC 還提供非常高的調光比，這使得顯示器在非常明亮的陽光和漆黑的環境中更易于閱讀。

隨著汽車顯示器在現代汽車中變得越來越突出，它們遵守功能安全標準的能力至關重要。符合 ASIL B 規范的汽車級 IC 有助于更輕松地創建可靠、高性能的汽車顯示器。

審核編輯：郭婷