DE102014221247A1

DE102014221247A1 - Computer system for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102014221247A1
Application number: DE102014221247.2A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Leimbach; Albert Kos
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-04-21

Abstract

Ein Computersystem für ein Kraftfahrzeug weist auf: – eine Grafikserverpartition (18), – eine Grafikclientpartition (19), – einen Hypervisor (4), der die Grafikserverpartition (18) von der Grafikclientpartition (19) trennt, – eine Anzeigevorrichtung (15), wobei – die Grafikserverpartition (18) aufweist: einen Anzeigemaster (12) und einen Virtuelleanzeigenserver (1), wobei – der Virtuelleanzeigenserver (1) dazu ausgebildet ist, mindestens eine virtuelle Anzeigevorrichtung bereitzustellen, – die Grafikclientpartition (19) einen Virtuelleanzeigenclient (6) aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine Anzeige für die virtuelle Anzeigevorrichtung bereitzustellen, – der Anzeigemaster (12) dazu ausgebildet ist, eine tatsächliche Anzeige der virtuellen Anzeigevorrichtung auf der mindestens einen Anzeigevorrichtung (15) zu steuern.A computer system for a motor vehicle comprises: a graphics server partition (18), a graphics client partition (19), a hypervisor (4) which separates the graphics server partition (18) from the graphics client partition (19), a display device (15), wherein - the graphics server partition (18) comprises: a display master (12) and a virtual advertisement server (1), wherein - the virtual advertisement server (1) is adapted to provide at least one virtual display device, - the graphics client partition (19) comprises a virtual display client (6) adapted to provide a display for the virtual display device, the display master (12) is adapted to control an actual display of the virtual display device on the at least one display device (15).

Description

Die Erfindung betrifft ein Computersystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere um grafische Informationen aus verschiedenen Applikationen auf einem Endgerät zu erzeugen und auf verschiedenen Anzeigevorrichtungen anzuzeigen. The invention relates to a computer system for a motor vehicle, in particular in order to generate graphic information from various applications on a terminal and to display it on different display devices.

In Kraftfahrzeugen sollen Applikationen, beispielsweise Softwareprogramme, ausführbar sein, die auf unterschiedlichen Softwaresystemen laufen, beispielsweise auf unterschiedlichen Betriebssystemen. Diese Applikationen haben verschiedene Anforderungen hinsichtlich Robustheit, Performance, funktionale Sicherheit, Security und Aufstartverhalten. Herkömmlich werden mehrere Endgeräte für die unterschiedlichen Applikationen benutzt. Diese Endgeräte besitzen dabei jeweils eigene Recheneinheiten und Grafikbeschleuniger. Displayinhalte werden zwischen den Endgeräten über Kommunikationsbusse ausgetauscht oder als weiterführende Variante per Videoschnittstelle übertragen und in der anderen Einheit eingeblendet.In motor vehicles, applications, for example software programs, should be executable, which run on different software systems, for example on different operating systems. These applications have different requirements in terms of robustness, performance, functional safety, security and start-up behavior. Conventionally, several terminals are used for the different applications. These devices each have their own computing units and graphics accelerators. Display contents are exchanged between the terminals via communication buses or transferred as a further variant via a video interface and displayed in the other unit.

Es ist wünschenswert, ein Computersystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das ein Ausführen verschiedener Applikationen und eine hohe Integration ermöglicht. It is desirable to provide a computer system for a motor vehicle that enables a variety of applications to be executed and high integration.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Computersystem für ein Kraftfahrzeug eine Grafikserverpartition auf. Das Computersystem weist eine Grafikclientpartition auf. Das Computersystem weist weiterhin einen Hypervisor auf, der die Grafikserverpartition von der Grafikclientpartition trennt. Zudem ist eine Anzeigevorrichtung vorgesehen, insbesondere ein Display. According to one embodiment of the invention, a computer system for a motor vehicle has a graphics server partition. The computer system has a graphics client partition. The computer system further includes a hypervisor that separates the graphics server partition from the graphics client partition. In addition, a display device is provided, in particular a display.

Die Grafikserverpartition weist einen Anzeigemaster und einen Virtuelleanzeigenserver auf. Der Virtuelleanzeigenserver ist dazu ausgebildet, mindestens eine virtuelle Anzeigevorrichtung bereitzustellen. Die Grafikclientpartition weist einen Virtuelleanzeigenclient auf, der dazu ausgebildet ist, eine Anzeige für die virtuelle Anzeigevorrichtung bereitzustellen. Der Anzeigemaster ist dazu ausgebildet, eine tatsächliche Anzeige der virtuellen Anzeigevorrichtung auf der mindestens einen Anzeigevorrichtung zu steuern. The graphics server partition has a display master and a virtual display server. The virtual advertisement server is configured to provide at least one virtual display device. The graphics client partition includes a virtual display client configured to provide a display for the virtual display device. The display master is configured to control an actual display of the virtual display device on the at least one display device.

Die Grafikserverpartition ist von der Grafikclientpartition durch den Hypervisor separiert. Es ist möglich, die Grafikserverpartition mit den höchsten Anforderungen des Systems zu realisieren, insbesondere mit den höchsten Anforderungen hinsichtlich Robustheit, Performance, funktionale Sicherheit, Security, Aufstartverhalten und/oder Dienstgüte. Die Softwareimplementierung in einer Grafikclientpartition kann eine geringere Softwarequalität aufweisen und geringeren Anforderungen genügen. Durch die Separierung kann die Softwareimplementierung in der Grafikclientpartition mit geringerer Softwarequalität die Grafikserverpartition nicht beeinflussen. Es lassen sich somit Grafikclientpartitionen mit geringeren Anforderungen an die Softwarequalität schneller und mit geringerem Aufwand realisieren. Insbesondere ist es möglich, in der Grafikclientpartition Standardsoftwarestacks zuverlässig zu verwenden, die die hohen Anforderungen im Kraftfahrzeugbereich nicht erfüllen. Insbesondere ist es möglich, Applikationen aus einem Anwenderbereich im Kraftfahrzeug zu verwenden, die nicht vorrangig für eine Verwendung im Kraftfahrzeug implementiert wurden, beispielsweise Textnachrichtendienste und/oder Spiele. Weiterhin ist durch die Entkopplung des Systems in Grafikclientpartition und Grafikserverpartition ein paralleler Betrieb von mehreren Grafikprotokollen möglich, beispielsweise können X11 und Wayland parallel betrieben werden. The graphics server partition is separated from the graphics client partition by the hypervisor. It is possible to realize the graphics server partition with the highest requirements of the system, in particular with the highest requirements in terms of robustness, performance, functional security, security, startup behavior and / or quality of service. The software implementation in a graphics client partition may have lower software quality and lower requirements. Due to the separation, the software implementation in the graphics client partition with lower software quality can not affect the graphics server partition. Thus, graphic client partitions with lower software quality requirements can be realized faster and with less effort. In particular, it is possible to reliably use standard software stacks in the graphics client partition that do not meet the high requirements in the automotive sector. In particular, it is possible to use applications from a user area in the motor vehicle that have not primarily been implemented for use in motor vehicles, for example text message services and / or games. Furthermore, by decoupling the system in graphics client partition and graphics server partition, a parallel operation of several graphics protocols is possible, for example, X11 and Wayland can be operated in parallel.

Die virtuelle Anzeigevorrichtung, die von dem Virtuelleanzeigeserver bereitgestellt ist, ermöglicht die freie Verteilung der Inhalte der Anzeige auf die physikalische Anzeigevorrichtung. Es ist möglich, mittels des Anzeigemasters die tatsächliche Anzeige in Abhängigkeit von Fahrzeugeigenschaften einer Fahrsituation und/oder einem Fahrerzustand auf die physikalische Anzeigevorrichtung zu verteilen und zu priorisieren. Insbesondere werden die Einflussgrößen zur Steuerung der tatsächlichen Anzeige zentral von dem Anzeigemaster ausgewertet. The virtual display device provided by the virtual display server enables the free distribution of the contents of the display to the physical display device. It is possible to distribute and prioritize the actual display as a function of vehicle characteristics of a driving situation and / or a driver state on the physical display device by means of the display screen. In particular, the influencing variables for controlling the actual display are evaluated centrally by the display master.

Gemäß Ausführungsformen ist der Hypervisor auf einer einzigen Recheneinheit ausgebildet. Die Recheneinheit weist einen Grafikbeschleuniger und einen Anzeigetreiber für die Anzeigevorrichtung auf. According to embodiments, the hypervisor is formed on a single computing unit. The arithmetic unit has a graphics accelerator and a display driver for the display device.

Mittels des Hypervisors ist es möglich, die unterschiedlichen Softwaresysteme der Grafikclientpartition auf der Recheneinheit robust, unabhängig und zuverlässig zu betreiben. Insbesondere ist es möglich, mit der einen einzigen Recheneinheit eine Mehrzahl von Anzeigevorrichtungen zu betreiben. Auf der Recheneinheit können mehrere unterschiedliche Softwaresysteme mit unterschiedlichen Eigenschaften hinsichtlich Robustheit, Performance, funktionale Sicherheit, Security und/oder weiteren Eigenschaften parallel laufen. By means of the hypervisor it is possible to operate the different software systems of the graphic client partition on the computing unit robustly, independently and reliably. In particular, it is possible to operate with the one single arithmetic unit a plurality of display devices. Several different software systems with different properties with regard to robustness, performance, functional safety, security and / or further properties can run in parallel on the arithmetic unit.

Gemäß Ausführungsformen weist das Computersystem eine Mehrzahl von Grafikclientpartitionen auf, die jeweils eine Anzeige für eine virtuelle Anzeigevorrichtung bereitstellen. Der Anzeigemaster ist dazu ausgebildet, die tatsächliche Anzeige der virtuellen Anzeigevorrichtungen auf der physikalischen Anzeigevorrichtung zu steuern. Insbesondere ist die Steuerung abhängig von vorgegebenen Einflussgrößen wie Fahrzeugeigenschaften, Fahrsituation und Fahrerzustand. According to embodiments, the computer system includes a plurality of graphics client partitions, each providing a display for a virtual display device. The display master is configured to control the actual display of the virtual display devices on the physical display device. In particular, the control is dependent on predetermined parameters such as vehicle characteristics, driving situation and driver state.

Gemäß Ausführungsformen ist eine Mehrzahl von Anzeigevorrichtungen vorgesehen. Der Anzeigemaster ist dazu ausgebildet, die tatsächliche Anzeige der virtuellen Anzeigevorrichtung beziehungsweise der Mehrzahl von virtuellen Anzeigevorrichtungen auf der Mehrzahl von physikalischen Anzeigevorrichtungen zu steuern. According to embodiments, a plurality of display devices is provided. The display master is configured to control the actual display of the virtual display device or the plurality of virtual display devices on the plurality of physical display devices.

Es ist möglich, für das System, das mehrere Anzeigevorrichtungen bedient, grafische Informationen aus mehreren Applikationen zu erzeugen. Diese Applikationen laufen in unterschiedlichen Softwaresystemen, unter anderem in unterschiedlichen Betriebssystemen. Die Applikationen können verschiedene Anforderungen hinsichtlich Robustheit, Performance, funktionale Sicherheit, Security und Aufstartverhalten haben. Die Applikationen nutzen die gleiche Grafikbeschleunigungshardware, die in der Grafikserverpartition implementiert ist. Die grafischen Ausgaben der Applikationen sind frei auf den physikalischen Anzeigevorrichtungen verteilbar. Die Ausgaben der Applikationen sind nach einem Regelwerk priorisierbar, beispielsweise werden Warnhinweise vorrangig dargestellt. Beispielsweise ist die Integration eines Kombiinstruments und eines Infotainmentsystems möglich, bei der mehrere Anzeigevorrichtungen zentral gesteuert bedient werden, um die Anzeige von unterschiedlichen Applikationen zu ermöglichen. It is possible for the system serving multiple display devices to generate graphical information from multiple applications. These applications run in different software systems, including different operating systems. The applications may have different requirements in terms of robustness, performance, functional safety, security and startup behavior. The applications use the same graphics acceleration hardware that is implemented in the graphics server partition. The graphical outputs of the applications are freely distributable on the physical display devices. The outputs of the applications can be prioritized according to a set of rules, for example, warnings are given priority. For example, the integration of a combination instrument and an infotainment system is possible, in which a plurality of display devices are operated centrally controlled in order to enable the display of different applications.

Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden, in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente können dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Es zeigen: Further advantages, features and developments emerge from the following, explained in conjunction with the figures examples. Identical, similar and equally acting elements can be provided with the same reference numerals. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Computersystems gemäß Ausführungsformen, 1 a schematic representation of a computer system according to embodiments,

2 eine schematische Darstellung des Computersystems gemäß Ausführungsformen, 2 a schematic representation of the computer system according to embodiments,

3 eine schematische Darstellung des Computersystems gemäß Ausführungsformen, und 3 a schematic representation of the computer system according to embodiments, and

4 eine schematische Darstellung des Computersystems gemäß Ausführungsformen. 4 a schematic representation of the computer system according to embodiments.

1 zeigt ein Computersystem 100. Das Computersystem 100 ist Teil eines Kraftfahrzeugs 101. 1 shows a computer system 100 , The computer system 100 is part of a motor vehicle 101 ,

Das Computersystem 100 weist eine Grafikserverpartition 18 auf. Das Computersystem 100 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Grafikclientpartitionen 19 auf. Gemäß weiteren Ausführungsformen sind mehr oder weniger als zwei Grafikclientpartitionen 19 vorgesehen. Das Computersystem weist eine Recheneinheit 5 auf, auf der ein Hypervisor 4 ausgebildet ist. Das Computersystem 100 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel drei physikalische Anzeigevorrichtungen 15, 16 und 17 auf. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind mehr oder weniger als drei Anzeigevorrichtungen vorgesehen. Die Anzeigevorrichtungen umfassen beispielsweise jeweils ein Bildschirm, beispielsweise einen berührungsempfindlichen Bildschirm, einen Flüssigkristallbildschirm und/oder einen Bildschirm, der organische Leuchtdioden umfasst. Die Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17 sind dazu ausgebildet, grafische Ausgaben der Recheneinheit 5 anzuzeigen. The computer system 100 has a graphics server partition 18 on. The computer system 100 In the illustrated embodiment, there are two graphics client partitions 19 on. According to further embodiments, there are more or less than two graphics client partitions 19 intended. The computer system has a computing unit 5 on top of that, on a hypervisor 4 is trained. The computer system 100 has in the illustrated embodiment, three physical display devices 15 . 16 and 17 on. According to further embodiments, more or less than three display devices are provided. The display devices each comprise, for example, a screen, for example a touch-sensitive screen, a liquid crystal screen and / or a screen comprising organic light-emitting diodes. The display devices 15 . 16 . 17 are designed to be graphical outputs of the arithmetic unit 5 display.

Die Grafikserverpartition 18 weist einen Virtuelleanzeigenserver 1 auf. Der Virtuelleanzeigenserver 1 stellt mindestens eine virtuelle Anzeigevorrichtung 22, 23 (3) für die Grafikclientpartitionen 19 zur Verfügung, insbesondere eine Mehrzahl von virtuellen Anzeigevorrichtungen. Die Grafikserverpartition 18 weist weiterhin einen Renderserver 2 auf, der insbesondere die Pixelinformationen für die Hardwaregrafikbeschleunigung bereitstellt. Grafikserverpartition 18 weist einen von dem Renderserver 2 getrennten Mischungsserver 3 auf, auch Compositing Server genannt. Der Mischungsserver 3 umfasst ein Fenstermanagementsystem. Zudem ist ein Anzeigemaster 12 in der Grafikserverpartition 18 ausgebildet. Der Anzeigemaster 12 steuert die Platzierung und Anzeige der verschiedenen virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 (3) auf den physikalischen Anzeigevorrichtung 15, 16, 17. Insbesondere wird dabei die Fahrsituation, der Fahrerzustand und weitere Einflussgrößen berücksichtigt, wie beispielsweise Anzahl der Fahrgäste im Kraftfahrzeug 101. The graphics server partition 18 has a virtual advertisement server 1 on. The virtual advertisement server 1 represents at least one virtual display device 22 . 23 ( 3 ) for the graphics client partitions 19 available, in particular a plurality of virtual display devices. The graphics server partition 18 also has a render server 2 notably providing the pixel information for the hardware graphics acceleration. Graphics Server partition 18 indicates one of the Renderserver 2 separate mix server 3 on, also called compositing server. The mix server 3 includes a window management system. There is also a display grid 12 in the graphics server partition 18 educated. The display grid 12 controls the placement and display of the various virtual display devices 22 . 23 ( 3 ) on the physical display device 15 . 16 . 17 , In particular, the driving situation, the driver's condition and other influencing variables are taken into account, such as, for example, the number of passengers in the motor vehicle 101 ,

Die Grafikclientpartitionen 19 weisen jeweils einen Virtuelleanzeigenclient 6 beziehungsweise 9 auf. Zudem sind die Applikationen 107, 108 beziehungsweise 109, 110 Teil der jeweiligen Grafikclientpartition 19. Die Grafikclientpartition 19 weist zudem einen Renderclient 7 beziehungsweise 10 und einen Mischungsclient 8 beziehungsweise 11 auf. Der Mischungsclient 8 beziehungsweise 11 wird auch Compositing Client genannt. The graphics client partitions 19 each have a virtual advertisement client 6 respectively 9 on. In addition, the applications 107 . 108 respectively 109 . 110 Part of the respective graphics client partition 19 , The graphics client partition 19 also has a render client 7 respectively 10 and a mix client 8th respectively 11 on. The mix client 8th respectively 11 is also called compositing client.

Das System 100 wird mit dem Hypervisor 4 auf der Recheneinheit 5 ausgestattet. Die Recheneinheit 5 beinhaltet die Grafikbeschleuniger 13 und die Anzeigetreiber 14. Mittels der Anzeigetreiber 14 werden die Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17 beziehungsweise mindestens eine einzige Anzeigevorrichtung betrieben. Die Ausgabe aller Anzeigeinhalte erfolgt zentral vom Anzeigetreiber 14. The system 100 is with the hypervisor 4 on the arithmetic unit 5 fitted. The arithmetic unit 5 includes the graphics accelerator 13 and the display drivers 14 , By means of the display driver 14 become the display devices 15 . 16 . 17 or operated at least a single display device. The output of all display contents is done centrally by the display driver 14 ,

Der Hypervisor 4 separiert die parallel laufenden Softwaresysteme Grafikserverpartition 18 und Grafikclientpartitionen 19 in sicherer, robuster und falls erforderlich zertifizierter Weise. The hypervisor 4 separates the parallel software systems graphics server partition 18 and graphic client partitions 19 in a safe, robust and if necessary certified way.

Die Grafikserverpartition 18 ist die zentrale Einheit der Grafikerzeugung und -ausgabe. Deren Softwarestack umfasst den Renderserver 2, auch Rendering Server genannt, den Mischungsserver 3, auch Compositing Server genannt, den virtueller Anzeigeserver 1 und den Anzeigemaster 12, auch Display Logic Master genannt. Alle Komponenten der Grafikserverpartition 18 erfüllen die benötigten Anforderungen für den Kraftfahrzeugbereich, beispielsweise ASIL A oder B inklusive ISO 26262 für Sicherheit, CMMI, Spice oder weitere. The graphics server partition 18 is the central unit of graphics production and output. Their software stack includes the Renderserver 2 , also called rendering server, the mix server 3 , also called compositing server, the virtual display server 1 and the display master 12 , also called Display Logic Master. All components of the graphics server partition 18 meet the required requirements for the automotive sector, such as ASIL A or B inclusive ISO 26262 for security, CMMI, Spice or more.

Der Virtuelleanzeigenserver 1 stellt den verschiedenen Grafikclientpartitionen 19 eine einzige oder die mehreren virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 zur Verfügung. Diese virtuellen Anzeigevorrichtungen können mit verschiedenen Eigenschaften deklariert werden, beispielsweise betreffen die Eigenschaften eine Robustheit, eine Sicherheit, eine Security und/oder eine Dienstgüte (Quality of Service, QoS). Der Virtuelleanzeigenserver 1 bestimmt, wie Inhalte der virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 auf den physikalischen Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17 dargestellt werden. Dies kann zur Laufzeit geändert werden. Dafür stellt der Virtuelleanzeigenserver 1 dem Anzeigemaster 12 eine Schnittstelle zur Verfügung. The virtual advertisement server 1 Represents the various graphics client partitions 19 a single or multiple virtual display devices 22 . 23 to disposal. These virtual display devices may be declared with different properties, for example, the characteristics relate to robustness, security, security, and / or quality of service (QoS). The virtual advertisement server 1 determines how content of the virtual display devices 22 . 23 on the physical display devices 15 . 16 . 17 being represented. This can be changed at runtime. This is what the virtual ad server does 1 the display grid 12 an interface available.

Der Renderserver 2, der einen Softwarerenderer umfasst, ist Teil des Grafikstacks, der die Grafikbeschleunigungshardware 13 bedient, beispielsweise Open GL ES. Der Mischungsserver 3 ist das Fenstermanagementsystem, das die unterschiedlichen grafischen Inhalte auf die physikalischen Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17 verteilt, beispielsweise Wayland, Weston. The Renderserver 2 that includes a software renderer is part of the graphics stack that contains the graphics acceleration hardware 13 operated, for example Open GL ES. The mix server 3 is the window management system that handles the different graphical content on the physical display devices 15 . 16 . 17 distributed, for example Wayland, Weston.

Die Verteilung der Inhalte kann frei über alle angeschlossenen physikalischen Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17 erfolgen. Dabei können die Inhalte auch dynamisch verschoben werden oder animiert werden oder ineinander geblendet werden oder in eine 3D-Szene genutzt/eingeblendet werden. Dabei priorisiert der Mischungsserver 3 die Inhalte der verschiedenen Grafikclientpartitionen 19 und stellt die geforderten Eigenschaften der virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 sicher. The distribution of content can be free across all connected physical display devices 15 . 16 . 17 respectively. The content can also be moved dynamically or animated or blinded to each other or be used / displayed in a 3D scene. The mixing server prioritizes 3 the contents of the various graphics client partitions 19 and provides the required properties of the virtual display devices 22 . 23 for sure.

Der Anzeigemaster 12 steuert die Platzierung und Anzeige der verschiedenen virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 auf die physikalischen Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17. Beispielsweise wird die Anzeige der verschiedenen virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 auf den physikalischen Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17 in Abhängigkeit von der Fahrsituation, des Fahrerzustands oder weiteren Einflussgrößen gesteuert. Beispielsweise werden bei stehendem Kraftfahrzeug 101 Videos auch im Kombiinstrument für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 101 angezeigt. Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 101 dürfen nur Beifahrer und Rückbank die Videos sehen. Im Kombiinstrument wird während der Fahrt für den Fahrer beispielsweise die Ausgabe einer Navigationsapplikation angezeigt. Der Anzeigemaster 12 steuert auch die Animation und das Verschieben der virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 über die physikalischen Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17. The display grid 12 controls the placement and display of the various virtual display devices 22 . 23 on the physical display devices 15 . 16 . 17 , For example, the display of the various virtual display devices becomes 22 . 23 on the physical display devices 15 . 16 . 17 controlled depending on the driving situation, the driver's condition or other influencing variables. For example, when the vehicle is stationary 101 Videos also in the instrument cluster for the driver of the motor vehicle 101 displayed. While driving the motor vehicle 101 Only front passenger and back seat are allowed to watch the videos. In the instrument cluster, for example, the output of a navigation application is displayed for the driver while driving. The display grid 12 Also controls animation and moving virtual display devices 22 . 23 about the physical display devices 15 . 16 . 17 ,

Der Datenaustausch zwischen den Grafikclientpartitionen 19 und der Grafikserverpartition 18 erfolgt über eine Interprozesskommunikation 20 des Hypervisors 4. Alternativ oder zusätzlich erfolgt der Datenaustausch über direkte Hardwareschnittstellen in der Recheneinheit 5. Das Protokoll für die Kommunikation zwischen der Grafikserverpartition 18 und den Grafikclientpartitionen 19 kann dabei beliebig gewählt werden, beispielsweise Wayland, OpenGL, X11, DirectX oder weitere Protokolle. The data exchange between the graphic client partitions 19 and the graphics server partition 18 takes place via an inter-process communication 20 of the hypervisor 4 , Alternatively or additionally, the data exchange takes place via direct hardware interfaces in the arithmetic unit 5 , The protocol for communication between the graphics server partition 18 and the graphic client partitions 19 can be chosen arbitrarily, for example, Wayland, OpenGL, X11, DirectX or other protocols.

Die Grafikclientpartitionen 19 umfassen jeweils die Applikationen 107, 108 beziehungsweise 109, 110, sowie jeweils den Virtuelleanzeigenclient 6 beziehungsweise 9, den Renderclient 7 beziehungsweise 10 und den Mischungsclient 8 beziehungsweise 11. Die Applikationen 107, 108, 109, 110 arbeiten wie in einem nativen System (ohne Grafikvirtualisierung) mit Standardanwendungsprogrammschnittstellen beziehungsweise Stacks wie zum Beispiel Wayland, OpenGL, X11 oder weitere Schnittstellen. The graphics client partitions 19 each include the applications 107 . 108 respectively 109 . 110 and the virtual advertisement client, respectively 6 respectively 9 , the render client 7 respectively 10 and the mix client 8th respectively 11 , The applications 107 . 108 . 109 . 110 work like in a native system (without graphics virtualization) with standard application program interfaces or stacks such as Wayland, OpenGL, X11 or other interfaces.

Die Virtualisierung in der Grafikclientpartition 19 erfolgt in dem jeweiligen Virtuelleanzeigenclient 6 beziehungsweise 9. Die verschiedenen Virtuelleanzeigenclient s 6 beziehungsweise 9 können verschiedenen Anforderungen genügen, insbesondere Anforderungen hinsichtlich Robustheit, Sicherheit, Security, Dienstgüte und weitere Anforderungen. Beispielsweise wird der virtuelle Anzeigenclient 6 für Clusterinhalte genutzt und der virtuelle Anzeigenclient 9 für Multimediainhalte. Der virtuelle Anzeigenclient 6 beziehungsweise 9 verwendet jeweils die virtuellen Displays 22, 23, die im Virtuelleanzeigenserver 1 erzeugt und verwaltet werden. Anstelle des Renderingstacks in dem Renderserver 2 nutzt der virtuelle Anzeigenclient 6 beziehungsweise 9 den Renderclient 7 beziehungsweise 10. Anstelle des Mischungsstacks im Mischungsserver 3 nutzt der virtuelle Anzeigenclient 6 beziehungsweise 9 den Mischungsclient 8 beziehungsweise 11. The virtualization in the graphics client partition 19 takes place in the respective virtual advertisement client 6 respectively 9 , The various virtual advertisements client s 6 respectively 9 can meet various requirements, in particular requirements regarding robustness, security, security, quality of service and other requirements. For example, the virtual ad client becomes 6 used for cluster content and the virtual ad client 9 for multimedia content. The virtual ad client 6 respectively 9 uses each of the virtual displays 22 . 23 that appear in the virtual ad server 1 be generated and managed. Instead of the rendering stack in the render server 2 uses the virtual ad client 6 respectively 9 the render client 7 respectively 10 , Instead of the mix stack in the mix server 3 uses the virtual ad client 6 respectively 9 the mix client 8th respectively 11 ,

Für die Applikationen 107, 108, 109, 110 ist die Schnittstelle und deren Verhalten transparent. Das im Kraftfahrzeugbereich wichtige Aufstartverhalten lässt sich durch eine als Erstes startende Grafikserverpartition 18 realisieren. Hierbei ist die Grafikserverpartition minimal kleingehalten, um optimale Startzeiten zu erreichen. Die Grafikclientpartitionen 19 können anschließend je nach Priorität parallel oder sequentiell gestartet werden. So lässt sich zum Beispiel das schnelle Aufstarten für ein Clustersystem (Displays) erreichen. For the applications 107 . 108 . 109 . 110 is the interface and its behavior transparent. The startup behavior, which is important in the automotive sector, can be achieved by starting graphics server partitioning first 18 realize. Here, the graphics server partition is minimized to achieve optimal start times. The graphics client partitions 19 can then be started in parallel or sequentially depending on the priority. This is how it works Example of fast startup for a cluster system (displays).

2 zeigt das Computersystem 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 2 shows the computer system 100 according to an embodiment.

Die Applikation 107 ist eine Standardapplikation beispielsweise eine Qt-Applikation, die auf einem Linuxbetriebssystem im Virtuelleanzeigenclient 6 läuft. Der Mischungsclient 8 ist als Waylandclient ausgebildet und der Renderclient 7 als EGL-Schnittstelle. Beispielsweise ist der Renderclient 7 als Schnittstelle zwischen OpenGL, OpenGL ES sowie OpenVG und dem Fenstersystem ausgebildet. The application 107 For example, a standard application is a Qt application that runs on a Linux operating system in Virtual View 6 running. The mix client 8th is trained as Waylandclient and the Renderclient 7 as an EGL interface. For example, the render client 7 designed as an interface between OpenGL, OpenGL ES and OpenVG and the window system.

Die Applikation 109 ist beispielsweise eine Clusterapplikation zur zertifizierten Ausgabe von Warnmeldungen. Diese läuft auf einem Echtzeitbetriebssystem im Virtuelleanzeigenclient 9, beispielsweise RTOS. Die Grafikclientpartition 19 weist als Renderclient 10 beispielsweise einen OpenGL-Client auf und auf dem Mischungsserver 11 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel verzichtet. The application 109 is, for example, a cluster application for certified issuing of alerts. This runs on a real-time operating system in the virtual display client 9 , for example RTOS. The graphics client partition 19 points as render client 10 for example, an OpenGL client on and on the mix server 11 is omitted in the embodiment shown.

Die Grafikserverpartition 18 weist als Mischungsserver 3 einen Weston-compositer auf. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind parallel mehrere Mischungsserver im Virtuellenanzeigeserver 1 vorgesehen, welche durch den Anzeigemaster 12, auch bezüglich Laufzeitverhalten, gesteuert werden. Beispielsweise ist ein Weston Compositor neben einem proprietären Compositor vorgesehen. Als Renderserver 2 ist ein OpenGL-Renderer vorgesehen. Zudem ist als Schnittstelle ein Bus 21 vorgesehen, insbesondere ein serielles Bussystem, beispielsweise der CAN-Bus (Controller Area Network-Bus). Der Anzeigemaster 12 ist insbesondere die einzige Komponente des Systems 100, die Zugriff auf den Bus 21 hat. The graphics server partition 18 points as a mix server 3 a Weston compositer. According to further embodiments, a plurality of mixing servers are parallel in the virtual display server 1 provided, which by the display grid 12 , also regarding runtime behavior, are controlled. For example, a Weston Compositor is provided alongside a proprietary compositor. As a renderserver 2 An OpenGL renderer is provided. In addition, the interface is a bus 21 provided, in particular a serial bus system, such as the CAN bus (Controller Area Network Bus). The display grid 12 is in particular the only component of the system 100 that access the bus 21 Has.

3 zeigt das System 100 gemäß Ausführungsbeispielen. Insbesondere ist die Darstellung der virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 in unterschiedlichen Situationen A und B gezeigt. In der Situation A steuert der Anzeigemaster 12 die virtuellen Anzeigevorrichtungen für die Applikationen 107, 108, 109 zu einer anderen Anzeige als in Situation B. Beispielsweise verändern sich zwischen der Situation A und der Situation B eine Fahrsituation, ein Zustand des Kraftfahrzeugs und/oder weitere Einflussgrößen. Im Übergang von Situation A zu Situation B werden die virtuellen Anzeigevorrichtungen 22, 23 beziehungsweise die Anzeigen der Applikationen 107 bis 110 an unterschiedlichen Stellen der physikalischen Anzeigevorrichtung 15 und unterschiedlich groß dargestellt. Die einzelnen Applikationen 107 bis 110 bekommen von der Veränderung der tatsächlichen Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 15 nichts mit, da sie nur die virtuelle Anzeigevorrichtung 22 beziehungsweise 23 ansteuern. 3 shows the system 100 according to embodiments. In particular, the representation of the virtual display devices 22 . 23 shown in different situations A and B. In situation A the display master controls 12 the virtual display devices for the applications 107 . 108 . 109 to a different display than in situation B. For example, a driving situation, a state of the motor vehicle and / or further influencing variables change between the situation A and the situation B. In the transition from situation A to situation B, the virtual display devices become 22 . 23 or the displays of the applications 107 to 110 at different locations of the physical display device 15 and shown in different sizes. The individual applications 107 to 110 get from the change of the actual display on the display device 15 nothing with, since they only use the virtual display device 22 respectively 23 drive.

4 zeigt eine Hardwareübersicht des Systems 100 gemäß Ausführungsbeispielen. Die Recheneinheit 5 ist als Ein-Chip-System 105 (SOC) ausgebildet, auf der der Grafikbeschleuniger 13 und der Anzeigetreiber 14 implementiert sind. Zudem ist ein Speicher 106 vorgesehen, der mit dem Grafikbeschleuniger 13 und dem Anzeigetreiber 14 gekoppelt ist. Mittels Verbindungen 102, 103 und 104, insbesondere Displayleitungen, sind die Anzeigevorrichtungen 15, 16 und 17 jeweils mit dem Anzeigetreiber 14 gekoppelt. 4 shows a hardware overview of the system 100 according to embodiments. The arithmetic unit 5 is as a one-chip system 105 (SOC) trained on the graphics accelerator 13 and the display driver 14 are implemented. There is also a memory 106 provided with the graphics accelerator 13 and the display driver 14 is coupled. By means of connections 102 . 103 and 104 , in particular display lines, are the display devices 15 . 16 and 17 each with the display driver 14 coupled.

Durch die Virtualisierung der Anzeigevorrichtungen 22, 23, mit denen die Applikationen 107 bis 110 kommunizieren, ist es möglich, verschiedene Systeme in dem Kraftfahrzeug 101 parallel laufen zu lassen. Unterschiedliche Software kann auf einer einzigen Hardware ausgeführt werden. Die Ausgabe der Grafik erfolgt performant mit Fenstertechnik verteilt auf die physikalischen Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17. Die Kontrolle über die Verteilung liegt im System selber mittels des Anzeigemasters 12. Das System 100 ist ohne Eingriff eines Nutzers funktionsfähig. Insbesondere ist es möglich, unterschiedliche Betriebssysteme zuverlässig zu verwenden, auch solche, die eigentlich nicht für ein Kraftfahrzeug vorgesehen beziehungsweise im Hinblick beispielsweise auf Sicherheit herkömmlich nicht für den Einsatz im Kraftfahrzeug geeignet sind. Beispielsweise ist es so möglich, ein Android-Betriebssystem mit entsprechenden Applikationen im Kraftfahrzeug zu betreiben und dabei die hohen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, die im Kraftfahrzeugbereich vorliegen. Der Anzeigemaster 12 steuert dabei die Anzeige der verschiedenen Applikationen aus den verschiedenen Betriebssystemen und priorisiert diese. Through the virtualization of the display devices 22 . 23 with which the applications 107 to 110 It is possible to communicate different systems in the motor vehicle 101 to run parallel. Different software can be run on a single hardware. The output of the graphics is performed efficiently with windowing distributed to the physical display devices 15 . 16 . 17 , The control over the distribution lies in the system itself by means of the display grid 12 , The system 100 is functional without the intervention of a user. In particular, it is possible to use different operating systems reliably, even those that are not actually intended for a motor vehicle or are conventionally not suitable for use in the motor vehicle with regard to safety, for example. For example, it is thus possible to operate an Android operating system with corresponding applications in the motor vehicle and thereby to meet the high safety requirements that exist in the automotive sector. The display grid 12 controls the display of the various applications from the different operating systems and prioritizes them.

Gemäß Ausführungsbeispielen wird nur einer der Server 2 und 3 benutzt. Entsprechend ist entweder der Renderserver 2 oder der Mischungsserver 3 vorgesehen. Die jeweils andere Implementierung erfolgt dann ohne Server. According to embodiments, only one of the servers 2 and 3 used. Accordingly, either the Renderserver 2 or the mix server 3 intended. The other implementation then takes place without a server.

Einzelne Grafikclientpartitionen 19 können gemäß Ausführungsbeispielen ohne den Grafikbeschleuniger 13 arbeiten. Dies ist beispielsweise mit Rendering in der Software möglich. Single graphic client partitions 19 may according to embodiments without the graphics accelerator 13 work. This is possible, for example, with rendering in the software.

Einzelne Grafikclientpartitionen 19 haben gemäß Ausführungsbeispielen eigene, separate Grafikbeschleuniger. Diese Grafikbeschleuniger müssen zusätzlich in der Recheneinheit 5 vorhanden sein. Entsprechend wird eine Hardware mit mehreren Grafikbeschleunigern verwendet. Single graphic client partitions 19 have according to embodiments own, separate graphics accelerator. These graphics accelerators must also be in the arithmetic unit 5 to be available. Accordingly, hardware with multiple graphics accelerators is used.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind die Grafikserverpartition 18 und die Grafikclientpartitionen 19 auf verschiedenen Recheneinheiten implementiert. Die Kommunikation erfolgt dabei mittels Interrechnerkommunikation. According to further embodiments, the graphics server partition 18 and the graphics client partitions 19 implemented on different computing units. The communication takes place by means of inter-computer communication.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind die Grafikserverpartition 18 und die Grafikclientpartitionen 19 auf verschiedenen Steuergeräten (ECUs) implementiert. Die Kommunikation erfolgt dann mittels Kommunikation über Fahrzeugbusse. According to further embodiments, the graphics server partition 18 and the graphics client partitions 19 implemented on different control units (ECUs). The communication then takes place by means of communication via vehicle buses.

Mittels des Systems 100 ist es möglich, ein Endgerät aus einer Elektronik, das mehrere Anzeigevorrichtungen 15, 16, 17 bedient, grafische Informationen aus mehreren Applikationen 107 bis 110 zu erzeugen. Die Applikationen 107 bis 110 laufen in unterschiedlichen Softwaresystemen, unter anderem in unterschiedlichen Betriebssystemen. Diese Applikationen 107 bis 110 haben verschiedene Anforderungen hinsichtlich Robustheit, Performance, funktionale Sicherheit, Security, Aufstartverhalten und weitere. Diese Applikationen 107 bis 110 nutzen die gleiche Beschleunigungshardware 13 für die Grafik. Die grafischen Ausgaben beziehungsweise Anzeigen der Applikationen 107 bis 110 sind frei auf den physikalischen Anzeigevorrichtungen 15 bis 17 verteilbar. Die Ausgaben der Applikationen 107 bis 110 sind nach einem Regelwerk priorisierbar, das insbesondere im Anzeigemaster 12 hinterlegt ist. By means of the system 100 It is possible to use a terminal from an electronics system that has multiple display devices 15 . 16 . 17 operated, graphical information from several applications 107 to 110 to create. The applications 107 to 110 run in different software systems, among others in different operating systems. These applications 107 to 110 have different requirements in terms of robustness, performance, functional safety, security, startup behavior and more. These applications 107 to 110 use the same acceleration hardware 13 for the graphics. The graphic outputs or displays of the applications 107 to 110 are free on the physical display devices 15 to 17 distributable. The outputs of the applications 107 to 110 are prioritized according to a set of rules, in particular in the display matrix 12 is deposited.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

ISO 26262 [0024]

Claims

Computer system for a motor vehicle, comprising: - a graphics server partition ( 18 ), - a graphics client partition ( 19 ), - a hypervisor ( 4 ) that hosts the graphics server partition ( 18 ) from the graphics client partition ( 19 ), - a display device ( 15 ), where - the graphics server partition ( 18 ) comprises: a display matrix ( 12 ) and a virtual advertisement server ( 1 ), wherein - the virtual advertisement server ( 1 ) is adapted to provide at least one virtual display device, - the graphics client partition ( 19 ) a virtual advertisement client ( 6 ) adapted to provide a display for the virtual display device, - the display master ( 12 ) is adapted to display an actual display of the virtual display device on the at least one display device ( 15 ) to control.

Computer system according to claim 1, wherein the hypervisor ( 4 ) on a single arithmetic unit ( 5 ) is formed, and the arithmetic unit a graphics accelerator ( 13 ) and a display driver ( 14 ) for the display device ( 15 ) having.

The computer system of claim 2, wherein the graphics server partition ( 18 ): - a renderserver ( 2 ), which is adapted to the graphics accelerator ( 13 ) head for.

The computer system of claim 3, wherein the graphics client partition ( 19 ) a render client ( 7 ) associated with the Renderserver ( 2 ) is coupled.

Computer system according to one of claims 2 to 4, wherein the graphics server partition ( 18 ): - a mixing server ( 3 ) with the display driver ( 14 ) for visualizing the actual display.

The computer system of claim 5, wherein the graphics client partition ( 19 ) a mix client ( 8th ) associated with the mixing server ( 3 ) is coupled.

Computer system according to one of Claims 2 to 6, in which the arithmetic unit has an inter-process communication ( 20 ) provides for communication between the graphics server partition ( 18 ) and the graphics client partition ( 19 ).

Computer system according to one of claims 1 to 7, comprising at least one further graphic client partition ( 19 ), which provides another virtual advertisement client ( 2 ) adapted to provide another display for another virtual display device that is accessible from the virtual advertisement server (1). 1 ), - the display matrix ( 12 ) is adapted to display the actual display of the at least two virtual display devices on the display device ( 15 ) to control.

A computer system according to any one of claims 1 to 8, comprising a plurality of display devices ( 15 . 16 . 17 ), the display grid ( 12 ) is adapted to the actual display of the at least one virtual display device on the plurality of display devices ( 15 . 16 . 17 ) to control.