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Fail-Operational-Systeme: Kosten um bis zu 50 Prozent senken

Deutscher Prozessor-IP-Hersteller hat Erfolg
Videantis konnte in diesem Jahr bereits die 10-Mio-Marke überschreiten
© videantis

Videantis stellt seine v-MP6000UDX-Plattform für kostengünstige Fail-Operational-Sensorsysteme und zentrale ECUs zur Verfügung. Das Konzept wurde im Rahmen des europäischen Projekts PRYSTINE (Programmable Systems for Intelligence in Automobiles) entwickelt.

Drei Jahre lang und mit einem Budget von 50 Mio. Euro arbeiteten etwa 60 Projektpartner zusammen, um eine Fail-operational Urban Surround perceptION (FUSION) zu entwickeln, die auf Radar- und LiDAR-Sensorfusion und Kontrollfunktionen basiert und das Ziel hat, ein sicheres automatisiertes Fahren in städtischen und ländlichen Umgebungen zu ermöglichen. Mit den Ergebnissen dieses Projekts können Systeme auf Basis der v-MP6000UDX-Plattform von videantis anspruchsvolle Anforderungen an die funktionale Sicherheit bis hin zu ASIL D erfüllen. Gleichzeitig können aber im Vergleich zu herkömmlichen Lockstep-Architekturen können dank geringerer Siliziumfläche mehr als 50 Prozent der Kosten eingespart werden.

Dass die Siliziumfläche deutlich geringer ausfällt und damit auch die Kosten, erreicht videantis mit Fehlererkennungsmechanismen (Selbsttestmodule für den Prozessorkern und einem RMSL, einer Software-Schicht, die die Ergebnisse überwacht), die während der Laufzeit arbeiten. Mit diesem Ansatz werden Fehler während der Laufzeit erkannt, die Verarbeitung aber trotzdem fortgesetzt, weil die fehlerhaften Ressourcen ausgeschlossen werden – und das Ganze, ohne dass doppelte Hardware erforderlich ist. So kann z.B. ein Multiprozessorsystem mit 32 videantis-Prozessorkernen mit einem Siliziumflächen-Overhead von nur 3 Prozent in eine Fail-Operational-Plattform verwandelt werden.

»PRYSTINE deckt die wichtigsten Aspekte des autonomen Fahrens ab: Leistung, Effizienz und vor allem Safety. Wir sind stolz darauf, mit unserer vielseitigen Verarbeitungsplattform dazu beigetragen zu haben, dass eine Fail-Operational-Funktionalität auf die kosteneffizienteste Weise implementiert werden kann«, sagt Dr. Hans-Joachim Stolberg, CEO/CTO von videantis.

Laut Unternehmensangabe eignet sich die v-MP6000UDX-Plattform von videantis hervorragend für Fail-Operational-Anwendungen wie z.B. hochautomatisiertes Fahren. Mit ihrer Skalierbarkeit kann sie die gesamte Bandbreite von intelligenten Bild-, Radar- und LiDAR-Sensoren (1 bis 16 Kerne) bis hin zu hochleistungsfähigen KI-Inferenzrechnern (mehr als 100 Kerne) abdecken. Die einheitliche Architektur ermöglicht die Implementierung verschiedener Funktionen: Videocodierung, Bild- oder Grafikverarbeitung, Computer Vision, Deep Learning mit einer Vielzahl von Netzwerktopologien oder auch Steuerungsfunktionen.

Drei Jahre lang und mit einem Budget von 50 Mio. Euro arbeiteten etwa 60 Projektpartner zusammen, um eine Fail-operational Urban Surround perceptION (FUSION) zu entwickeln, die auf Radar- und LiDAR-Sensorfusion und Kontrollfunktionen basiert und das Ziel hat, ein sicheres automatisiertes Fahren in städtischen und ländlichen Umgebungen zu ermöglichen. Mit den Ergebnissen dieses Projekts können Systeme auf Basis der v-MP6000UDX-Plattform von videantis anspruchsvolle Anforderungen an die funktionale Sicherheit bis hin zu ASIL D erfüllen. Gleichzeitig können aber im Vergleich zu herkömmlichen Lockstep-Architekturen können dank geringerer Siliziumfläche mehr als 50 Prozent der Kosten eingespart werden.

Dass die Siliziumfläche deutlich geringer ausfällt und damit auch die Kosten, erreicht videantis mit Fehlererkennungsmechanismen (Selbsttestmodule für den Prozessorkern und einem RMSL, einer Software-Schicht, die die Ergebnisse überwacht), die während der Laufzeit arbeiten. Mit diesem Ansatz werden Fehler während der Laufzeit erkannt, die Verarbeitung aber trotzdem fortgesetzt, weil die fehlerhaften Ressourcen ausgeschlossen werden – und das Ganze, ohne dass doppelte Hardware erforderlich ist. So kann z.B. ein Multiprozessorsystem mit 32 videantis-Prozessorkernen mit einem Siliziumflächen-Overhead von nur 3 Prozent in eine Fail-Operational-Plattform verwandelt werden.

»PRYSTINE deckt die wichtigsten Aspekte des autonomen Fahrens ab: Leistung, Effizienz und vor allem Safety. Wir sind stolz darauf, mit unserer vielseitigen Verarbeitungsplattform dazu beigetragen zu haben, dass eine Fail-Operational-Funktionalität auf die kosteneffizienteste Weise implementiert werden kann«, sagt Dr. Hans-Joachim Stolberg, CEO/CTO von videantis.

Laut Unternehmensangabe eignet sich die v-MP6000UDX-Plattform von videantis hervorragend für Fail-Operational-Anwendungen wie z.B. hochautomatisiertes Fahren. Mit ihrer Skalierbarkeit kann sie die gesamte Bandbreite von intelligenten Bild-, Radar- und LiDAR-Sensoren (1 bis 16 Kerne) bis hin zu hochleistungsfähigen KI-Inferenzrechnern (mehr als 100 Kerne) abdecken. Die einheitliche Architektur ermöglicht die Implementierung verschiedener Funktionen: Videocodierung, Bild- oder Grafikverarbeitung, Computer Vision, Deep Learning mit einer Vielzahl von Netzwerktopologien oder auch Steuerungsfunktionen.

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