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Bildverarbeitungsprozessoren für Fahrerassistenzsysteme

12. Dezember 2016, 12:22 Uhr | Von Goran Dakovic, Senior Market Development Manager bei Socionext Europe

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Surround-View Systeme

Für die Systeme mit mehreren Kameras (Surround-View-Systeme) gibt es verschiedene Architekturen. Jede Kamera kann einen eigenen ISP haben, oder es gibt einen zentralen ISP für alle Kameras. Die zweite Variante hat Vorteile, bedeutet aber eine erhöhte Komplexität und Leistung des Chips. Der ISP muss deutlich mehr Pixel pro Sekunde “schaufeln“, als wenn er nur einen Image-Sensor bedienen muss.

Alle relevanten Hersteller Automotive-qualifizierter Image-Sensoren bieten auch entsprechende ISPs an. Sicherlich ist es gut, alles aus einer Hand zu haben. Diese Variante hat aber auch Nachteile: Der ISP im Kameramodul ist in der Regel auf der gleichen Platine wie der Sensor und erzeugt Wärme, die dann zusätzliches Rauschen im Sensor verursacht. Gleichzeitig sind diese Kameras etwas größer und weniger flexibel für die Montage am Fahrzeug. Allerdings wird ein ISP von einem Hersteller nicht immer mit einem Image-Sensor von einem anderen Hersteller kompatibel sein – das führt zu einer eingeschränkten Flexibilität. ISPs von verschiedenen Herstellern haben verschiedene Architekturen und Features. Jedes Mal, wenn man einen anderen Image-Sensor einsetzen möchte, muss man auch den dazugehörigen ISP kennenlernen.

Auf der anderen Seite bieten viele Hersteller für ADAS-Systeme SoCs mit integriertem ISP, ähnlich wie Prozessorhersteller für Smartphones. Das hat den Vorteil, dass Kamera-Module einfacher werden. Allerdings bieten die integrierten ISPs oft nicht genug Leistung, um mehrere Kameras zu bedienen, oder es fehlen Funktionen, die man gerne hätte. Die Variante mit integriertem ISP kann auch weniger Flexibilität bedeuten: Ein SoC kann sehr gute Features (Grafik-Performance, Rechnerleistung) haben, die man unbedingt braucht, dafür ist aber der integrierte ISP nicht optimal. Hinzu kommt: Wenn man sich im nächsten Projekt für eine neue SoC-Architektur entscheidet, muss man sich wieder in dessen ISP-Architektur einarbeiten.

Alternativ zu den bisher genannten Lösungen, kann man einen ISP separieren und mit einem FPGA realisieren. Sicherlich gibt das FPGA die nötige Flexibilität, den ISP entsprechend der kundenspezifischen Applikationen zu implementieren. Auch eine gewisse „Unabhängigkeit“ von SoC-Herstellern kann dadurch erreicht werden. Dieser Lösungsansatz erfordert spezielles Know-how und auch die notwendigen Entwicklungsressourcen. Jedoch ist es kaum noch möglich, entsprechendes Personal zu finden.

Seit mehr als 15 Jahren arbeitet Socionext an Image-Processing-Technologien in Hard- und Software. Bisher wurden diese Technologien vorrangig in der Konsumelektronik wie beispielsweise in Smartphones oder Digitalkameras eingesetzt. Gepaart mit den langjährigen Erfahrungen, was Grafikprozessoren für den automobilen Einsatz betrifft, ist Socionext für den Markt der kamerabasierten Fahrerinformationssysteme bestens gerüstet.

Aktuell untersucht Socionext den Einsatz von unabhängigen ISPs im Companion-Chip-Ansatz. Skalierbare Ansätze zur Unterstützung von einer Kamera bis hin zu mehreren Kameras sind ein entscheidender Faktor über den Erfolg oder Misserfolg solcher Architekturen. Erste technische Lösungen werden für 2018 erwartet.