ASIL-Anforderungen erfüllen Zentralisierte Display-Architekturen mit APIX-Lösungen

Anforderungen und Möglichkeiten im Display-Bereich elektronischer Fahrzeugsysteme .
Anforderungen und Möglichkeiten im Display-Bereich elektronischer Fahrzeugsysteme .

Es ist unerlässlich, dass elektronische Fahrzeugsysteme trotz ihrer zunehmenden Komplexität die geforderten Funktionen sicher erfüllen. In diesem Artikel werden die Herausforderungen neuer Displays im Cockpit beschrieben und Lösungen gezeigt, die helfen, steigende ASIL-Anforderungen zu erfüllen.

In den vergangenen Jahren hat die Anzahl an elektronischen Systemen im Fahrzeug stark zugenommen. Eine Vielzahl von Informationen aus Fahrerinformations- und Assistenzsystemen müssen klar und deutlich auf unterschiedlichen Displays im Fahrzeug angezeigt werden. Die Informationen auf allen Displays müssen stets übereinstimmen und sollten auch den hohen Ansprüchen an ein modernes Design gerecht werden. Leistungsstarke Grafik-Controller und Hochgeschwindigkeits-Netzwerke ermöglichen bereits heute ein zentrales Architektursystem, durch das sich die Anzahl der erforderlichen Controller verringert und ein standardisiertes Design ermöglicht wird. Das Check-Control-System, die Ganganzeige im Kombi-Instrument und die Bilder aus verschiedenen Kameras verlangen dabei besondere Aufmerksamkeit und müssen verzögerungsfrei und zu jedem Zeitpunkt korrekt angezeigt werden. Beispielsweise könnten ein eingefrorenes Bild einer Rückfahrkamera oder eine falsche Warnmeldung unmittelbar zu einem Unfall führen.

Cockpit-Displays der nächsten Generation

Infotainment-Systeme bestehen nach derzeitigem Stand der Technik aus einem Steuergerät, der sogenannten Head Unit und einem im Mittelbereich des Fahrzeugs verbauten Zentral-Display sowie dem Kombiinstrument (Bild 1).

Gegenwart

Das Kombiinstrument besteht aus einer Kombination von mechanischen Zeigeninstrumenten und einem Display. Bei Fahrzeugen im Premiumsegment sind es in der Zwischenzeit reine Display-Lösungen. Sie können in die Head Unit integriert oder eine abgesetzte Baugruppe sein, die über Kabel und Automotive Pixel Link (APIX) angeschlossen ist. Die APIX-Serializer/Deserializer-Technologie (SerDes) gewährleistet dabei die Übertragung von Video, Audio und Daten sowie im Bedarfsfall auch Ethernet über ein einziges Kabel. Sie ist für die sichere Übertragung von mehreren Gbit/s bei Automotive-Anwendungen entwickelt, entsprechend robust und den rauen EMI-Umgebungen von Fahrzeugen gewachsen.

Zusätzlich können als Teil des gesamten Infotainment-Systems optionale Elemente in Form von Head-up Displays oder sekundären Displays mit Touchscreen zur Steuerung der Klimaanlage im Fahrzeug vorhanden sein. Sowohl das Kombiinstrument als auch die Head Unit verfügen dabei über eigene Mikro- und Grafik-Controller. Heute kommen hier hoch integrierte Multi-Core-SoCs zum Einsatz.

Zukunft

Die neueste Generation der SoCs ermöglicht es, unabhängig und gleichzeitig mehrere Video-, Audio- und Datenströme zu mehreren Displays mit bis zu UHD-(4K)-Auflösungen in Echtzeit abzuarbeiten. Dadurch ist es möglich, die gesamte Display-Architektur im Armaturenbrett mit nur einer leistungsfähigen Head Unit – dem sogenannten Infotainment Domain Server – zu konzipieren (Bild 2). Dabei werden auf dem Display des Kombiinstruments Informationen wie Drehzahl, Geschwindigkeit, Kraftstoffverbrauch oder Kühlwassertemperatur zum Beispiel durch ein entsprechendes Bildsymbol angezeigt. Obwohl das die Kosten des Kombiinstruments deutlich reduziert, gibt es in Bezug auf ASIL Herausforderungen, weil neben dem Kombiinstrument-Display auch die Head Unit und die APIX-Verbindung zum Display jetzt Teil des ASIL-konformen Subsystems sind. Daraus ergeben sich neue Anforderungen an die gesamte Systemarchitektur.

 

Bilder: 7

Die Bilder des Artikels im Überblick, Bilder 1-7

APIX-Lösungen: Alles in einem