本發(fā)明涉及汽車電路控制，更具體地說，涉及一種以太網交換機芯片的多控制源系統。

背景技術：

1、隨著汽車行業(yè)向電動化、智能化、網聯化方向的深入發(fā)展，車輛功能日趨復雜，電子控制單元(ecu)的復雜性對汽車總線速率及soc的數據處理能力提出了更為嚴格的要求。為了積極應對市場變革，在網關(gateway)和區(qū)域控制器(zcu)的基礎上，推出了全新一代整車計算平臺(vcp)控制器。在vcp平臺中，以太網(eth)模塊作為高速信號傳輸的核心組件，扮演著至關重要的角色。

2、以vcp控制器為例，以太網交換機(switch)芯片作為一款多核復雜驅動芯片，為確保其功能安全，需采取多控制源控制策略。在部署該switch芯片時，必須嚴格遵循相關要求設計重要信號(如電源軌和復位信號)的時序。具體而言，復位信號(reset)與電源軌的power?on/wake上電時序如圖1所示，各信號定義詳見表1。

3、表1信號定義表

4、 信號名 功能作用 備注 vpre_3v3 休眠模式供電 休眠模式下不斷電 ldo3_3v3 芯片內數字、模擬模塊供電 休眠模式下斷電 vcc_0v9 芯片內核供電 休眠模式下斷電 reset 復位信號 低有效

5、圖1揭示了一種典型的以太網交換機芯片的上電時序示意圖，如圖1所示，poweron(通電)與wake(喚醒)上電時序的主要區(qū)別在于控制器休眠喚醒后的電源管理方式。在喚醒后上電過程中，vpre_3v3保持常電狀態(tài)，其時序以虛線表示。而power?on/wake各信號的上電時序需遵循vpre_3v3≥ldo3_3v3＞vcc_0v9＞reset的規(guī)則，即按照上述規(guī)則順序依次上電。

6、圖2揭示了一種典型的以太網交換機芯片的下電時序示意圖，休眠下電時序如圖2所示，各信號的休眠下電順序為reset＞vcc_0v9＞ldo3_3v3(≥vpre_3v3，即按照上述規(guī)則順序依次下電)。值得注意的是，在休眠下電工況下，僅vpre_3v3需保持3.3v常電供電，以確保switch芯片的穩(wěn)定運行。同時，考慮到控制器整板斷電工況下switch芯片不會進入非預期狀態(tài)，因此主要關注休眠下電工況的設計。

7、針對switch芯片的重要信號時序要求及芯片特性，當前技術面臨以下挑戰(zhàn)：

8、1.快速啟動需求：整車廠(oem)對以太網啟動時間有嚴格限制，通常要求mdi接口的link-up?time(連接時間)控制在100ms以內。然而，由于soc(片上系統)芯片在vcp3.0上電/休眠喚醒后的初始化時間較長(約300ms)，導致以太網link-up?time無法滿足客戶需求。因此，在switch芯片的上電/喚醒過程中，無法依賴soc芯片控制重要信號(各電源軌和reset信號)的時序。其中，link-up?time(連接時間)是物理層測試中的一個測試項，具體指測試dut(被測設備)與連接系統建立連接的時間，判斷該時間是否在給定的時間范圍內。

9、2.多通道單獨復位需求：在soc出現異常時，需確保以太網能夠迅速進入復位狀態(tài)，這就要求系統能夠滿足多通道單獨復位switch芯片的需求。

10、3.復雜的時序要求：switch芯片的power?on/wake上電時序與休眠下電時序均較為復雜，且不能完全依賴程序控制實現。為確保switch芯片的穩(wěn)定運行，必須嚴格按照要求進行時序設計。否則，switch芯片可能會進入非預期狀態(tài)，影響系統整體性能。因此，必須依據switch芯片規(guī)格書設計重要信號的時序，以避免該潛在問題的發(fā)生。

11、3.switch芯片的power?on/wake上電時序為：vpre_3v3≥ldo3_3v3＞vcc_0v9＞reset；switch芯片的休眠的下電時序為：reset→vcc_0v9→ldo3_3v3。switch總體時序要求比較復雜，而且不能完全憑借程序控制設計，但必須嚴格按照規(guī)格書要求進行時序設計，否則switch可能會進入非預期的狀態(tài)，應按switch規(guī)格書要求設計重要信號時序以避免該情況發(fā)生。

12、綜上所述，目前尚不存在能夠滿足上述switch芯片重要信號時序要求的控制電路，以滿足汽車行業(yè)對高性能、高穩(wěn)定性以太網通信的迫切需求。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種以太網交換機芯片的多控制源系統，解決現有技術對以太網交換機芯片難以實現多控制源控制的問題。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明提供了以太網交換機芯片的多控制源系統，包括電源管理單元、片上系統芯片、降壓變換電路、第一邏輯控制電路、第二邏輯控制電路以及以太網交換機芯片：

3、所述電源管理單元，分別與降壓變換電路、第一邏輯控制電路、第二邏輯控制電路以及以太網交換機芯片連接，用于向第一邏輯控制電路、以太網交換機芯片提供第一電壓信號，向降壓變換電路、第二邏輯控制電路提供第二電壓信號；

4、所述片上系統芯片，與第一邏輯控制電路、第二邏輯控制電路連接，用于進行數據計算處理和電源控制參數配置；

5、所述降壓變換電路，與第二邏輯控制電路、以太網交換機芯片連接，將電源管理芯片的第二電壓信號轉換為第三電壓信號并分別輸送給第二邏輯控制電路、以太網交換機芯片；

6、所述第一邏輯控制電路，與以太網交換機芯片連接，根據電源管理單元的以太網復位信號、片上系統芯片的以太網復位信號以及降壓變換電路的第三電壓信號，向以太網交換機芯片發(fā)送復位信號，對以太網交換機芯片進行復位；

7、所述第二邏輯控制電路，根據片上系統芯片發(fā)送的使能信號，控制降壓變換電路輸出或關閉第三電壓信號；

8、所述以太網交換機芯片，用于對以太網報文/數據進行管理與控制。

9、在一些實施例中，所述電源管理單元，與片上系統芯片連接，監(jiān)控片上系統芯片的工作狀態(tài)，根據片上系統的異常工作狀態(tài)信號向片上系統芯片發(fā)送復位信號，對片上系統芯片進行復位。

10、在一些實施例中，所述電源管理單元，根據片上系統的異常工作狀態(tài)信號向第一邏輯控制電路發(fā)送以太網復位信號，對以太網交換機芯片進行復位。

11、在一些實施例中，所述第一邏輯控制電路的輸入信號包括電源管理單元的以太網復位信號、片上系統芯片的以太網復位信號以及降壓變換電路的第三電壓信號；

12、所述第一邏輯控制電路的輸出信號包括以太網交換機芯片復位信號；

13、當電源管理單元的以太網復位信號、片上系統芯片的以太網復位信號以及降壓變換電路的第三電壓信號中至少有一個信號為低電平時，以太網交換機芯片復位信號為低電平。

14、在一些實施例中，所述第二邏輯控制電路的輸入信號包括第二電壓信號、片上系統芯片發(fā)送的使能信號；

15、所述第二邏輯控制電路的輸出信號包括降壓變換電路使能信號；

16、當第二電壓信號、片上系統芯片發(fā)送的使能信號中至少有一個信號為低電平時，降壓變換電路使能信號為高電平，降壓變換電路輸出第三電壓信號的低電平信號。

17、在一些實施例中，所述第一邏輯控制電路包括第一三極管、第二三極管、第一二極管、第二二極管、第三二極管以及若干電阻：

18、所述第一三極管，基極通過第一電阻與第三電壓信號連接，發(fā)射極接地，集電極通過第二電阻與第二電壓信號連接；

19、所述第二三極管，基極通過第三電阻與第一三極管的集電極連接，發(fā)射極接地，集電極通過第四電阻與第二電壓信號連接；

20、所述第一二極管，負極與第二三極管的集電極連接，正極與以太網交換機芯片的復位信號端連接；

21、所述第二二極管，負極與片上系統芯片的以太網復位信號端連接，正極與以太網交換機芯片的復位信號端連接；

22、所述第三二極管，負極與電源管理單元的復位信號端連接，正極與以太網交換機芯片的復位信號端連接；

23、所述以太網交換機芯片的復位信號端，通過第五電阻與第二電壓信號連接。

24、在一些實施例中，所述第一邏輯控制電路還包括第六電阻和第一電容：

25、所述第六電阻，第一端與第一三極管的基極連接，第二端接地；

26、所述第一電容，第一端與第一三極管的基極連接，第二端接地。

27、在一些實施例中，所述第一二極管、第二二極管以及第三二極管為肖特基二極管。

28、在一些實施例中，所述第二邏輯控制電路包括第七電阻和第四二極管；

29、所述第七電阻，第一端與第二電壓信號連接，第二端與降壓變換電路使能信號端連接；

30、所述第四二極管，正極與降壓變換電路使能信號端連接，負極與片上系統芯片發(fā)送的使能信號連接。

31、在一些實施例中，所述第一電壓信號為常電信號；

32、所述第二電壓信號為芯片內數字、模擬模塊供電信號；

33、所述第三電壓信號為芯片內核供電信號。

34、在一些實施例中，所述多控制源系統，還包括物理層芯片；

35、所述第一邏輯控制電路，包括第一三極管、第二三極管、第一二極管、第三二極管、第五二極管、第六二極管、第七二極管、第八二極管以及若干電阻；

36、所述第一三極管，基極通過第一電阻與第三電壓信號連接，發(fā)射極接地，集電極通過第二電阻與第二電壓信號連接；

37、所述第二三極管，基極通過第三電阻與第一三極管的集電極連接，發(fā)射極接地，集電極通過第四電阻與第二電壓信號連接；

38、所述第一二極管，負極與第二三極管的集電極連接，正極與以太網交換機芯片的復位信號端連接；

39、所述第三二極管，負極與電源管理單元的復位信號端連接，正極與以太網交換機芯片的復位信號端連接；

40、所述以太網交換機芯片的復位信號端，通過第五電阻與第二電壓信號連接；

41、所述第五二極管，正極與物理層芯片的復位信號端連接，負極與第二三極管的集電極連接；

42、所述第六二極管，正極與物理層芯片的復位信號端連接，負極與片上系統芯片的以太網復位信號端連接；

43、所述第七二極管，正極與物理層芯片的復位信號端連接，負極與電源管理單元的復位信號端連接；

44、所述第八二極管，正極與物理層芯片的復位信號端連接，負極與片上系統芯片的物理復位信號端連接；

45、所述物理層芯片的復位信號端，通過第八電阻與第二電壓信號連接。

46、在一些實施例中，所述多控制源系統，還包括物理層芯片；

47、所述第一邏輯控制電路，還包括第八電阻、第九電阻：

48、所述第九電阻，第一端與以太網交換機芯片的復位信號端連接，第二端與物理層芯片的復位信號端連接；

49、所述物理層芯片的復位信號端，通過第八電阻與第二電壓信號連接。

50、本發(fā)明提供的以太網交換機芯片的多控制源系統，顯著提升以太網switch芯片的啟動速度，并確保各電源軌與復位信號能夠精準遵循switch芯片的上電與下電時序規(guī)范，從而實現了對switch芯片的低成本化、多通道化的復位控制。