Bilarnas bromssystem är på väg från mekaniska och hydrauliska lösningar mot mjukvarustyrda brake-by-wire-arkitekturer. Utvecklingen märks nu även i elektroniken vid hjulen, där strömförsörjning, sensordata och säkerhetsfunktioner integreras allt tätare i en och samma krets.
Allegro MicroSystems nya A81415 är ett konkret exempel på den utvecklingen. Företaget beskriver den som världens första ASIL-D-certifierade PMIC med integrerat gränssnitt för hjulhastighetssensorer. Kretsen är utvecklad för elektromekaniska bromssystem, där bromskraften genereras av en elektrisk ställdonslösning direkt vid hjulet.
I ett brake-by-wire-system överförs bromskommandot elektriskt i stället för via hydraulik. Det ställer höga krav på elektroniken i varje hörnmodul, som samtidigt måste hantera strömförsörjning och säkerhetskritisk sensordata med mycket låg latens. Dessutom ska systemet fungera tillförlitligt under vibrationer, höga temperaturer och elektriska störningar.
Traditionellt har dessa funktioner fördelats mellan en säkerhets-PMIC, en separat avkodare för hjulhastighetssignalen och ett antal diskreta kraftkomponenter. A81415 samlar funktionerna i ett enda chip. Det integrerade gränssnittet stöder tvånivåsignaler, PWM samt både standard- och högupplösta versioner av AK-protokollet.
Kretsen innehåller dessutom en integrerad buck-boost-förregulator och fem LDO-regulatorer. Enligt Allegro kan lösningen eliminera upp till nio externa komponenter, frigöra mer än hälften av kretskortets användbara yta och minska halvledarkostnaden med upp till fyra dollar per fordon.
Den fysiska behandlingen av hjulhastighetssignalen sker direkt i PMIC-kretsen innan den avkodade informationen skickas vidare till mikrokontrollern via SPI. Därmed minskar belastningen på styrenheten och latensen i den säkerhetskritiska reglerslingan kan reduceras, samtidigt som mikrokontrollern kan fokusera på kommutering, klämkraft och övrig bromsreglering.
A81415 är avsedd för dagens 12-voltssystem, men Allegro positionerar den också som en byggsten i övergången till 48-volts hörnmoduler.
När strömhantering, sensorgränssnitt och säkerhetsfunktioner samlas i samma krets kan bromsmodulen göras både mindre och enklare att styra med mjukvara. Samtidigt blir bromssystemet en allt mer integrerad del av bilens centraliserade datorarkitektur.