一种检测装置及车载设备

文档序号:6520 发布日期:2021-09-17 浏览:49次 英文

一种检测装置及车载设备

技术领域

本申请的实施例涉及电子

技术领域

,尤其涉及一种检测装置及车载设备。

背景技术

在车载系统中,SoC(System on Chip,系统级芯片)会出现异常运行的状态(例如,当发动机启动等情况下,车载蓄电池电压常出现不稳定的问题;再例如,当SoC自身程序设定不适当时,SoC也会进入死机状态)。此时,若能够及时检测到SoC的异常状态,则可以通过采取调整SoC的电源电源等方式使SoC恢复正常。或者若能够及时检测到SoC的异常状态,还能够采取措施,避免其他受SoC控制的电子设备也出现异常状态。

发明内容

本申请的实施例提供一种检测装置及车载设备,用于检测SoC的异常运行状态。

第一方面,本申请提供一种检测装置,所述检测装置的输入端连接车载设备的SoC的PWM输出端,所述检测装置的输出端连接车载设备的电源管理芯片;所述检测装置,包括:检测模块、通知模块以及第一电容单元;其中,所述检测模块的输出端连接所述第一电容,所述第一电容还连接所述通知模块的输入端;所述检测模块,用于响应于所述检测模块的输入端出现目标边沿信号,在所述目标边沿信号出现后的预设时间段内,通过所述检测模块的输出端给所述第一电容单元充电;其中,所述第一电容单元在不充电的情况下进行放电;所述目标边沿信号包括上升沿信号或下降沿信号;所述通知模块,用于检测所述第一电容的两端电压,在所述第一电容的两端电压大于阈值电压时,将所述通知模块的输出端置为第一状态,在所述第一电容的两端电压小于所述阈值电压时,将所述通知模块的输出端置为第二状态。

可选的,所述检测模块,包括偶合单元、放大单元以及滤波单元;其中:所述偶合单元的输入端连接所述检测模块的输入端,所述偶合单元的输出端连接所述放大单元的输入端,所述放大单元的输出端连接所述滤波单元的输入端,所述滤波单元的输出端连接所述检测模块的输出端;所述检测模块的输出端与所述第一电容单元的第一端连接,所述第一电容单元的第二端连接参考电位点;

所述偶合单元,用于提取所述检测模块的输入端的电信号中的边沿信号,并将所述边沿信号的参考电压提升至目标电压,并将得到的电信号从所述偶合单元的输出端输出;

所述放大单元,用于对所述放大单元输入端的电信号进行放大,并将得到的电信号从所述放大单元的输出端输出;

所述滤波单元,用于对所述滤波单元输入端的电信号进行滤波并将得到的电信号从所述滤波单元的输出端输出。

可选的,所述偶合单元包括第二电容单元、第一电阻单元、第二电阻单元;其中:

第二电容单元的一端连接所述偶合单元的输入端,另一端连接所述偶合单元的输出端;

所述第一电阻单元的第一端连接第一直流电源,第二端连接第二电阻单元第一端以及所述偶合单元的输出端;

所述第二电阻单元的第二端连接参考电位点。

可选的,所述放大单元包括恒流源、稳压二极管、运算放大器;其中:

所述恒流源的一端连接第二直流电源,另一端连接所述运算放大器的负极输入端;

所述稳压二极管的阴极连接所述运算放大器的负极输入端,阳极连接参考电位点;

所述运算放大器的正极输入端连接所述放大单元的输入端;

所述运算放大器的输出端连接所述放大单元的输出端。

可选的,所述第一电阻单元的电阻值R1与所述第二电阻单元的电阻值R2,满足以下公式一:

其中,VDD表示所述第一直流电源的电压值,Vref表示运算放大器的负极输入端电压。

可选的,所述滤波单元包括预设二极管;

所述预设二极管的阳极连接所述滤波单元的输入端,所述预设二极管的阴极连接所述滤波单元的输出端。

可选的,所述通知模块包括控制单元以及预设三极管;

所述控制单元的输入端与所述通知模块的输入端连接,所述控制单元的输出端与所述预设三极管的基极连接,所述预设三极管的集电极与所述通知模块的输出端连接,所述预设三极管的发射极与参考电位点连接;

其中,所述控制单元,用于当所述控制单元的输入端电压大于阈值电压时,控制所述预设三极管处于导通状态;当所述控制单元的输入端电压小于阈值电压时,控制所述预设三极管处于截止状态。

可选的,所述控制单元,包括:预设触发器、第三电阻、第四电阻;

其中,所述预设触发器的输入端连接所述控制单元的输入端,所述预设触发器的输出端连接所述第三电阻的第一端;

所述第三电阻的第二端连接所述预设三极管的基极;

所述第四电阻的一端连接所述预设三极管的基极,所述第四电阻的另一端接参考电位点。

第二方面,本申请提供一种车载设备,包括SoC片上系统,电源管理芯片以及如第一方面所提供的检测装置;其中:所述检测装置的输入端连接所述SoC的PWM输出端,所述检测装置的输出端连接所述电源管理芯片。

本申请提供的检测装置以及车载设备,考虑到目前SoC芯片在工作时会通过PWM输出端输出PWM信号,当SoC芯片异常运行时,输出的PWM信号也会发生异常输出的情况。因此,本申请中通过检测装置中的检测模块对SoC芯片输出的PWM信号进行检测,并在每次检测到上升沿信号或下降沿信号时,给第一电容单元充一次电。这样,当SoC芯片正常输出PWM信号时,检测模块会周期性给第一电容单元充电,使第一电容单元两端电压保持在阈值电压之上。当SoC芯片无法输出PWM信号时,第一电容单元则会放电导致两端电压降低。进而,通过通知模块对第一电容单元两端的电压进行检测,在所述第一电容的两端电压大于阈值电压时,将所述通知模块的输出端置为第一状态,在所述第一电容的两端电压小于所述阈值电压时,将所述通知模块的输出端置为第二状态。进而,当通知模块的输出端为第二状态时,即可确定SoC芯片存在故障。然后电源管理芯片在检测到通知模块的输出端为第二状态时,即可进行相应处理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的实施例提供的一种车载设备的结构示意图;

图2为本申请的实施例提供的一种检测装置的结构示意图之一;

图3为本申请的实施例提供的一种检测装置的结构示意图之二;

图4为本申请的实施例提供的一种信号时序的示意图;

图5为本申请的实施例提供的一种检测装置的结构示意图之三。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象,而不是用于描述对象的特定顺序。例如,第一电阻和第二电阻等是用于区别不同的电阻,而不是用于描述电阻的特定顺序。

在本申请实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。此外,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指两个或两个以上。

首先,对本申请的发明构思进行介绍:

现有技术中,在车载系统中,SoC(System on Chip,系统级芯片)会出现异常运行的状态(例如,当发动机启动等情况下,车载蓄电池电压常出现不稳定的问题;再例如,当SoC自身程序设定不适当时,SoC也会进入死机状态)。当SoC出现异常运行状态,可能导致SoC控制的其他设备也出现异常,严重时可能危及车内人员的人身财产安全。

因此,本申请中考虑到若能够及时检测到SoC的异常状态,则可以通过采取调整SoC的电源电源等方式使SoC恢复正常。或者若能够及时检测到SoC的异常状态,还能够采取措施,避免其他受SoC控制的电子设备也出现异常状态。

进一步的,考虑到目前SoC芯片在工作时会通过PWM输出端输出PWM信号,当SoC芯片异常运行时,输出的PWM信号也会发生异常输出的情况。因此,可以通过对PWM信号的异常状态进行检测,来实现对SoC的异常状态的检测。进而,本申请中通过检测装置中的检测模块对SoC芯片输出的PWM信号进行检测,并在每次检测到上升沿信号或下降沿信号时,给第一电容单元充一次电。这样,当SoC芯片正常输出PWM信号时,检测模块会周期性给第一电容单元充电,使第一电容单元两端电压保持在阈值电压之上。当SoC芯片无法输出PWM信号时,第一电容单元则会放电导致两端电压降低。进而,通过通知模块对第一电容单元两端的电压进行检测,在第一电容的两端电压大于阈值电压时,将通知模块的输出端置为第一状态,在第一电容的两端电压小于阈值电压时,将通知模块的输出端置为第二状态。进而,当通知模块的输出端为第二状态时,即可确定SoC芯片存在故障。然后电源管理芯片在检测到通知模块的输出端为第二状态时,即可进行相应处理。

以下结合实例,对本申请所提供的技术方案进行介绍:

实施例一:

基于上述发明构思,本申请实施例提供一种检测装置,应用于车载设备中。如图1所示,为本申请提供的一种车载设备的结构示意图。其中,车载设备10包括:SoC 101、电源管理芯片102以及检测装置103。其中,SoC101的PWM端与检测装置103的输入端连接,检测装置103的输出端与电源管理芯片102连接。SoC 101用于对车辆上的电子设备的运行状态进行控制,SoC 101的PWM端在正常工作时输出PWM信号。电源管理芯片102用于控制车辆上的电子设备的电源。检测装置103用于按照本申请所提供技术方案进行工作,以实现本申请的有益效果。

其中,如图2所示,检测装置103具体包括:检测模块1031、通知模块1032以及第一电容单元C1。

其中,检测模块1031的输出端连接第一电容单元C1,第一电容单元C1还连接通知模块1032的输入端。

检测模块1031,用于响应于检测模块1031的输入端出现目标边沿信号,在目标边沿信号出现后的预设时间段内,通过检测模块1031的输出端给第一电容单元充电C1。

其中,第一电容单元C1在不充电的情况下进行放电。

另外,目标边沿信号具体可以包括上升沿信号或下降沿信号。

通知模块1032,用于检测第一电容单元C1的两端电压,在第一电容单元C1的两端电压大于阈值电压时,将通知模块1032的输出端置为第一状态,在第一电容单元C1的两端电压小于阈值电压时,将通知模块1032的输出端置为第二状态。

本申请中通过检测装置中的检测模块对SoC芯片输出的PWM信号进行检测,并在每次检测到上升沿信号或下降沿信号时,给第一电容单元充一次电。这样,当SoC芯片正常输出PWM信号时,检测模块会周期性给第一电容单元充电,使第一电容单元两端电压保持在阈值电压之上。当SoC芯片无法输出PWM信号时,第一电容单元则会放电导致两端电压降低。进而,通过通知模块对第一电容单元两端的电压进行检测,在第一电容的两端电压大于阈值电压时,将通知模块的输出端置为第一状态,在第一电容的两端电压小于阈值电压时,将通知模块的输出端置为第二状态。进而,当通知模块的输出端为第二状态时,即可确定SoC芯片存在故障。然后电源管理芯片在检测到通知模块的输出端为第二状态时,即可进行相应处理。

在一种实现方式中,如图3所示,检测模块1031,包括偶合单元10311、放大单元10312以及滤波单元10313。

其中,偶合单元10311的输入端连接检测模块1031的输入端,偶合单元10311的输出端连接放大单元10312的输入端,放大单元10312的输出端连接滤波单元10313的输入端,滤波单元10313的输出端连接检测模块1031的输出端;检测模块1031的输出端与第一电容单元C1的第一端连接,第一电容单元C1的第二端连接参考电位点。

偶合单元10311,用于提取检测模块1031的输入端的电信号中的边沿信号,并将边沿信号的参考电压提升至目标电压,并将得到的电信号从偶合单元10311的输出端输出。

放大单元10312,用于对放大单元10312输入端的电信号进行放大,并将得到的电信号从放大单元10312的输出端输出。

滤波单元10313,用于对滤波单元10313输入端的电信号进行滤波并将得到的电信号从滤波单元10313的输出端输出。

本申请中,考虑到SoC芯片输出的PWM信号通常电压较低,所提取的边沿信号较微弱,很难驱动后侧电路。因此,本申请中通过放大单元10312对边沿信号进行放大。并且,考虑到为了避免干扰,本申请中在对边沿信号进行放大之前,通过偶合单元10311在提取边沿信号后,先对边沿信号的参考电压进行抬升,使边沿信号的参考电压提升至目标电压。

实例性的,SoC 101输出的PWM信号如图4中(a)所示。然后通过提取PWM信号中的边沿信号,得到信号如图4中的(b)所示。然后通过抬升(例如,抬升1.5V),则得到信号如图4中(c)所示。然后,通过放大,得到信号如图4中(d)所示。然后,经过滤波,得到信号如图4中(e)所示。

在一种实现方式中,偶合单元10311包括第二电容单元C2、第一电阻单元R1、第二电阻单元R2。其中:

第二电容单元C2的一端连接偶合单元10311的输入端,另一端连接偶合单元10311的输出端。

第一电阻单元R1的第一端连接第一直流电源VDD,第二端连接第二电阻单元R2第一端以及偶合单元10311的输出端。

第二电阻单元R2的第二端连接参考电位点。

需要说明的是,本申请中所称电容单元、电阻单元,具体可以是独立封装的电容、电阻原件;也可以是由多个元器件通过串联或并联等方式搭接而成的具有电容或电阻特性的组合电路。对此本申请不做限制。

进一步的,在一种实现方式中,放大单元10312包括恒流源CCS、稳压二极管D1、运算放大器OA。其中:

恒流源CCS的一端连接第二直流电源。其中,第二直流电源可以与上述第一直流电源为同一电源,如图5所示。另外,第二直流电源与上述第一直流电源,也可以是不同的电源,对此本申请可以不做限制。

恒流源CCS的另一端连接运算放大器OA的负极输入端。

稳压二极管D1的阴极连接运算放大器OA的负极输入端,阳极连接参考电位点。

运算放大器OA的正极输入端连接放大单元10312的输入端。

运算放大器OA的输出端连接放大单元10312的输出端。

另外,如图5所示,在一种实现方式中,滤波单元10313包括预设二极管D2。

预设二极管D2的阳极连接滤波单元10313的输入端,预设二极管D2的阴极连接滤波单元10313的输出端。

另外,考虑到上述实现方式中,为了通过预设二极管D2将下降沿信号滤除掉,本申请中,第一电阻单元R1的电阻值R1与第二电阻单元R2的电阻值R2,满足以下公式一:

其中,VDD表示第一直流电源VDD的电压值,Vref表示运算放大器的负极输入端电压。

通过使第一电阻单元R1的电阻值R1与第二电阻单元R2的电阻值R2满足上述公式一,即可使得放大器OA的输出信号中,下降沿信号的部分处于负电压区域。例如,若(即,R1和R2对VDD进行分压,R2上分压为1.5V)。则放大器OA的正极输入端的电压如图4中(c)所示。进而,通过控制放大器OA的负极输入端的电压Vref大于1.5V,例如Vref=1.6V。则,放大器OA的输出端电压如图4中(d)所示。然后,通过预设二极管D2,即可将下降沿信号完全滤除掉,如图4中(e)所示。

另外,如图5所示,在一种实现方式中,通知模块1032包括控制单元10321以及预设三极管Q1。

控制单元10321的输入端与通知模块1032的输入端连接,控制单元10321的输出端与预设三极管Q1的基极连接,预设三极管Q1的集电极与通知模块1032的输出端连接,预设三极管Q1的发射极与参考电位点连接。

其中,控制单元10321,用于当控制单元10321的输入端电压大于阈值电压时,控制预设三极管Q1处于导通状态;当控制单元10321的输入端电压小于阈值电压时,控制预设三极管Q1处于截止状态。

可选的,控制单元10321,包括:预设触发器BF、第三电阻R3、第四电阻R4。

其中,预设触发器BF的输入端连接控制单元10321的输入端,预设触发器BF的输出端连接第三电阻R3的第一端。

第三电阻R3的第二端连接预设三极管Q1的基极。

第四电阻R4的一端连接预设三极管Q1的基极,第四电阻R4的另一端接参考电位点。

以下结合实际场景,对本申请中,图5所示检测装置103的工作过程进行介绍:

1、当SoC芯片工作正常时。

SoC输出PWM信号(例如,图4中(a)所示)。电容C2滤除PWM信号中的直流分量,生成同样频率的锯齿波信号。电阻R1、R2构成分压电路,在锯齿波信号上增加直流分量(如图4中(c)所示)输出至运算放大器OA的正极输入端。例如,假设VDD=3V,R1、R2相等。则锯齿波信号则被抬高1.5V。

运算放大器OA的负极输入端的电压,被恒流源CCS和稳压二极管D1钳制在1.6V。

因此,运算放大器OA的输出端会将锯齿波信号放大并输出,输出后的波形,如图4中(d)所示。

然后,通过二极管D2,提取上升沿信号并且屏蔽下降沿信号。通过二极管D2后的波形,如图4中(e)所示。

然后利用电容C1的充放电过程(设定在预设时长内若不对C1充电,则C2放电至0V),当SoC正常输出PWM信号时,会在每一个PWM信号的上升沿产生时,对电容C1进行充电,以使得触发器BF的输入端始终保持高电平信号。然后触发器BF的输入端在接收到高电平信号后,会输出低电平信号(或者悬空),三极管Q1处于截止状态,因此三极管Q1的集电极悬空,此时检测装置103没有输出信号。

2、当SoC芯片运行异常时。

SoC芯片出现持续输出高电平、持续输出低电平或者PWM信号时序混乱的情况时,会因为电容C1没有及时充电,导致触发器BF的输入端电压将至0V,进而触发器BF输出高电平信号,以使得三极管Q1的集电极输出低电平。电源管理芯片在接收到该低电平后,即可得知SoC芯片出现异常。

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。

以上所述的具体实施方式,对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本申请的具体实施方式而已,并不用于限定本申请的保护范围,凡在本申请的技术方案的基础之上,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本申请的保护范围之内。

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