Chipsatz für die Punkt-zu-Punkt-Datenübertragung im Auto mit 1 Gbit/s Datenautobahn für Multimedia auf vier Rädern

Für die Übertragung von Multimediadaten in Fahrzeugen hat Inova Semiconductors seine GigaSTaR-Produktlinie weiter-entwickelt zum „APIX“, dem Automotive Pixel Link. Die Bausteine der APIX-Familie passen universell an alle modernen Grafikprozessoren, TFT-Displays und Kamera-Sensoren und übertragen dabei in Echtzeit Pixel- und Steuerdaten mit einer Datenrate von bis zu 1 Gbit/s über Zweidraht-Kupferleitung bis zu 15 Meter weit.

Für die Übertragung von Multimediadaten in Fahrzeugen hat Inova Semiconductors seine GigaSTaR-Produktlinie weiter-entwickelt zum „APIX“, dem Automotive Pixel Link. Die Bausteine der APIX-Familie passen universell an alle modernen Grafikprozessoren, TFT-Displays und Kamera-Sensoren und übertragen dabei in Echtzeit Pixel- und Steuerdaten mit einer Datenrate von bis zu 1 Gbit/s über Zweidraht-Kupferleitung bis zu 15 Meter weit.

Das Thema ist nicht mehr ganz taufrisch und trotzdem hochaktuell: Schon seit fast zehn Jahren beschäftigt die Autoindustrie die Tatsache, dass künftige Fahrzeuggenerationen mit einer steigenden Anzahl digitaler Systeme ausgestattet werden, um das wachsende Interesse an Multimedia-Anwendungen im Auto zu befriedigen.

Der Ruf nach einem Hochgeschwindigkeits-Multimedia-Bus ist heute drängender denn je, und die Schere zwischen verfügbarer und tatsächlich benötigter Bandbreite geht ständig auseinander. Bewältigen aktuelle Bussysteme im Fahrzeug gerade mal Datenraten von 20 Mbit/s, werden Multimedia-Systeme immer bithungriger: Alleine um ein modernes TFT-Display mit 1280 ? 480 Pixel, einer Farbauflösung von 24 bit und 60 Hz Refresh-Rate ohne Komprimierung und in Echtzeit zu betreiben, ist ein konstanter Datenstrom von rund 1 Gbit/s erforderlich – rund das 50-fache an Bandbreite, die heute etwa der verbreitete MOST-Bus zur Verfügung stellt.

Sehr realistisch in Sachen galoppierender Bandbreitenbedarf waren die Fachleute übrigens schon damals. So ist bereits im Executive Summary des ERTICO-Strategie-Papiers „Open Architecture for an Automotive Multimedia Bus System“ [1] vom August 1999 nachzulesen, dass es trotz des Trends zu höherer Integration stets verteilte Systeme geben wird, die einen leistungsfähigen Datenbus benötigen, der Bitströme und Befehle in beide Richtungen übertragen kann. Auch wenn man damals die Größenordnung dieser Bitströme etwa für Infotainment-Displays und Echtzeit-Kameras noch nicht genau beziffern konnte, ging man davon aus, dass sie auf jeden Fall „enorm anwachsen werden“.

In zahlreichen Initiativen und Konsortien wird seitdem versucht, einen derartigen „High-Speed-Multimedia-Bus“ fürs Auto zu spezifizieren: Einer der Pioniere war 1997 das europäische ERTICO-Konsortium mit „CMOBA“ (Car Multimedia Open Bus Architecture), im Oktober 1998 folgte  „AMIC“ (Automotive Multimedia Interface Consortium) von GM, Toyota, DaimlerChrysler, Ford und Renault.

Im Jahr 1999 war es wiederum ERTICO, die mit „SAMSON“ (Standard for Automotive Multimedia Systems based on Open Architecture Networks) einen weiteren Anlauf starteten.

Das Kabel als Flaschenhals

Zentrales Thema und gleichzeitig auch Flaschenhals war und ist die Verbindung der dezentralen Systeme wie TFT-Displays, Kamera-Sensoren, DVD-Spieler, DAB/DVB-T-Empfänger und DVD/CD-ROMs untereinander. Auch wenn man damals bestenfalls an Datenraten von einigen 100 Mbit/s dachte – tatsächlich werden in den nächsten Modellgenerationen ab 2007/2008 hochauflösende TFT-Displays mit einer Pixel-Datenrate von bis zu 1 Gbit/s eingesetzt – wurde die Idee, eine solche hochbitratige Übertragung mit Kupferkabel zu realisieren, verworfen.

Hochfrequente Gigabit-Übertragung übers Kabel und daneben hochempfindliche Radio-, GSM- und GPS-Empfänger, das konnte nach Meinung der Fachleute kaum gut gehen. Als dann tatsächlich erste Fahrzeuge mit digitaler Videoübertragung zwischen Grafikkarte und Display Anfang 2000 auf den Markt kamen, wurden diese Befürchtungen auch voll bestätigt. Kritische HF-Abstrahlungen, die schon bei kurzen Kabelstrecken unter anderem den UKW-Bereich störten, waren nur mit erheblichem schaltungstechnischen Aufwand in den Griff zu bekommen, von anderen Problemen, etwa mit den relativ dicken und starren Kabeln, ganz zu schweigen.

Doch auch die scheinbar einzige Alternative, der Einsatz von optischen Kabeln wie der „Polymer Optical Fibre“ (POF), erwies sich bald als Sackgasse. Wegen seiner EMV-Immunität lange Zeit für den Einsatz von hochbitratigen Bussen im Auto favorisiert, folgte in den letzten Jahren auch hier die Ernüchterung. Insbesondere die relativ hohen Kosten für die an jedem Knoten erforderlichen Optikwandler (E -> O und O -> E), die Lebensdauer der VCSEL-Laser, aber auch die Einschränkungen bei der mechanischen Verlegung zusammen mit Kabelbäumen sorgten dafür, dass auch diese vermeintliche Patentlösung bald wieder in den Hintergrund trat.