Fujitsu: Grafik-Controller für High-Tech-Sportwagen

Mit dem futuristischen Sportwagen Artega GT hat Fujitsu auf seinem embedded-world-Stand einen wahren Blickfang. Der Grund dafür ist einfach.

Der Grafik-Controller MB86R01 'Jade' von Fujitsu Microelectronics Europe (FME) spielte bei der Realisierung des modernen Armaturenbretts im futuristischen Sportwagen Artega GT eine entscheidende Rolle. Artega ist nicht nur der Name des Autos, sondern auch des Unternehmens, das von Klaus Dieter Frers, CEO von paragon, gegründet wurde. Die Idee war einen Sportwagen für die Zukunft entwickeln, in dem die neuesten Technologien zum Einsatz kommen, ohne dass aber wie bei den bekannten und etablierten Herstellern auf die Markenerwartungen und die Geschichte Rücksicht genommen werden muss. Das ganze Auto steckt voller modernster Technologien, wie beispielsweise ein rekonfigurierbares LCD-Instrumentenfeld auf der Basis des 'Jade' Grafik-Controllers von FME.

Das Instrumentenfeld besteht aus einem hochauflösenden, beleuchteten 10,2 Zoll Farbdisplay mit 800 x 480 Pixeln und einem digital gesteuerten analogen Zweifach- Zeigerinstrument mit einem hochwertigen Metallziffernblatt wie bei einer Luxusuhr. Dieses zeigt die Motordrehzahl und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über eine gemeinsame Achse an und wurde als weltweit erstes dieser Art patentiert. Der Trend in der Automobilindustrie geht weg von den gewohnten mechanischen Anzeigen und Zeigerinstrumenten und hin zu einer grafischen Darstellung dieser Instrumente auf LCDs. Obwohl die Fahrer die Vorteile dieser neuen Technologie inzwischen schätzen, wird immer noch das konventionelle Aussehen und vertraute Layout bevorzugt.


Hinter dem Armaturenbrett im inneren des Fahrzeugs verbirgt sich der Grafik-Controller Jade von Fujitsu.

Der Artega GT verfügt über ein großes zentrales Zeigerinstrument, das wie alle anderen Instrumente grafisch vom 'Jade' auf einem LCD dargestellt wird. Dies erfordert einen Controller, der komplexe 3D Grafik darstellen kann - bis hin zur Schattierung rund um die Instrumente - so dass diese wie ein mechanisches Instrument aussehen. Dies ist eine typische Aufgabe für 'Jade'. Als SoC ist 'Jade' nicht nur ein Grafik- Controller, sondern er enthält außerdem eine ARM 9 CPU. Dies ist ein vollständig synthetisierbarer Prozessor mit einer durch die Jazelle® Technologie (Java™ Beschleunigung) erweiterten 32-Bit RISC CPU mit 16 kB Befehls-Cache-Speicher, 16 kB Daten-Cache-Speicher, 16 kB ITCM, 16 kB DTCM und Speicherverwaltungseinheit (MMU). Dadurch ist dieser 'Jade' eher ein Single-Chip-Grafik-Subsystem, das von außen durch die Übertragung von Informationen gesteuert werden kann, beispielsweise zur Anzeige des Ölstands mit den Werten x, y, z. Diese Single-Chip- Einheit kann alle hierzu notwendigen Informationen berechnen, die Grafik erstellen und die entsprechenden Daten an die Anzeige liefern. Das Ergebnis ist ein beeindruckend realistisches 'mechanisch aussehendes' Instrumentenfeld, das entsprechend den jeweiligen Kundenanforderungen konfiguriert werden kann.

'Jade' wurde im Jahr 2007 vorgestellt und war das erste Bauteil einer neuen Familie von Grafik-Controllern speziell für embedded Highend-Grafikanwendungen aus dem Automobilbereich und das erste SoC-Bauteil (System-on-Chip) von Fujitsu, das den leistungsfähigen 32-Bit ARM926EJ-S™ CPU-Core mit dem erfolgreichen ‘Coral PA’ Grafik-Prozessor des Unternehmens kombiniert.

'Jade' basiert auf der 90 nm CMOS Prozesstechnologie von Fujitsu und wurde speziell für Anwendungen optimiert, die eine hohe CPU-Leistung in Kombination mit einer komplexen 2D/3D Grafikdarstellung benötigen. Zu den Zielanwendungen gehören On- Bord- und mobile Navigationssysteme, grafische Armaturenbrettsysteme, HUDAnwendungen (Head-up Display), Unterhaltungssysteme für Rücksitz-Passagiere, Point-of-Sales-Terminals und Steuerungspanels für den Einsatz in der Industrie. Der Coral PA Prozessor von Fujitsu bietet hoch entwickelte Funktionen für embedded Grafikanwendungen, wie In-Car-Infotainmentsysteme, die umfassende Anzeige- und Rendering-Funktionen erfordern. Zu diesen Funktionen gehören eine Rendering-Engine mit 2D/3D Grafik-Beschleunigungsfunktionen, ein Geometrieprozessor, der Gleitkommatransformationen für nahtlose grafische Animationen unterstützt und eine zweikanalige Anzeige (2 x RGB Digitalausgang), die eine Darstellung von unabhängigen Inhalten auf zwei angeschlossenen Bildschirmen ermöglicht.


So sieht die Elektronik ohne Armaturenbrett aus.

Das Bauteil wird in einem 484 Pin Ball-Grid-Array geliefert und benötigt eine Speisespannung von 3,3 V (Ein-/Ausgabe), 1,8 V (DDR 2), 1,2 V (intern) und ist für einen Betrieb in einem Temperaturbereich von -40 bis +85 °C spezifiziert. Zu den weiteren Merkmalen gehören eine ETM9 (medium) und JTAG ICE Schnittstelle, ein 8 Kanal DMA und 32-Bit Timer. Die Core-Frequenz ist 320 MHz (durch ein On-Chip- PLL generiert). Zu der auf dem Chip vorhandenen Peripherie gehören ein DDR2 Speicher Interface mit 320 Mbps (bis zu 128 MB), eine parallele Flash/SRAM Host- Schnittstelle mit Entschlüsselungs-Engine, Parallel ATA, SD-Card, CAN, Media LB, USB 2.0 (Host und Funktion), ADC, DAC, I2C, I2S, PWM, SPI, UART, GPIO und ein externer Interrupt.