CN102135915B - 车用计算机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用计算机系统，多种功能分配到该计算机系统的多个计算机。第一计算机实现驾驶相关的功能，而具有强大计算能力的第二计算机实现娱乐相关的功能。

Description

车用计算机系统

本申请是已于2003年11月4日提交的以下国际发明专利申请的分案申请，国际申请号：PCT/DE2003/003646、国家申请号：200380109421.8、发明名称：“车用计算机系统”。

技术领域

本发明涉及一种汽车中的计算机系统。

背景技术

当前汽车中的系统，例如导航系统和娱乐系统，经常互不相关，或者以随便任一种方式相互关联。这样可能设置单独的处理器用于导航任务、用于提供人机接口、用于汽车和空调控制等等。当将一个复杂的系统划分为具有严格规定的任务的不同的处理器时，必需用十分精确定义的接口进行十分精确的拆分。这样一来，当在不同系统区域内指令相矛盾时会出现故障风险或者问题。如果反之一个处理器负责多个任务，那么这个处理器必须被设计用于同时执行所有任务或者在处理器高负荷时承受性能扰动。

发明内容

依据任务或功能的特性将任务或功能分配到至少两个计算机，其中，一个计算机执行主要与驾驶或汽车相关的任务或功能(汽车系统或驾驶员信息系统)，另一个计算机执行主要与驾驶无关或与汽车无关的任务/功能(娱乐系统)，这种分配的优点是，使得分离地观察汽车系统/驾驶员信息系统和娱乐系统成为可能。这首先允许将娱乐系统设计为开放系统，而将汽车系统设计为封闭系统。这样一来，尽管娱乐系统的体系结构是开放的(例如因特网连接、软件下载)，仍以有利的方式确保汽车系统的可靠性。一个开放的系统这里是指一个系统，该系统被设置用于与外界通信，并且也允许例如改动自身软件或由用户所做的配置，而一个封闭的系统未提供这些可能性。

在这样一种分配时特别有利的是，在整个计算机系统和子系统的不同的配置等级方面，系统的可升级性。这使得在不需要大量改动系统的情况下不同的系统配置等级成为可能。这样能够通过用更多的硬件组件(加上所需的软件)扩展计算机系统来实现一个单独的汽车控制装置(空调控制装置和驾驶员报警系统)、一个扩展的汽车控制装置(附加导航、无线电等)和一个高端装置(附加的娱乐、信息等)。

此外，以有利的方式实现创新周期的无关性，因为与驾驶无关的系统被设为开放的系统，并由此能够快速跟随创新周期，而经受微弱的创新周期的与驾驶无关的系统不参与这种改变。这不仅适用于软件，还适用于不断加强的消费电子组件，这些组件通过该开放系统是可替换的。

此外，汽车中子系统的可用性相互无关，从而对于必须总是准确可用的与驾驶相关的信息(例如导航提示、驾驶员报警等)，确保了可用性，因为与娱乐相关的信息(例如视频重放装置)未增加与驾驶相关部分的负荷。

此外，特别有利的是，汽车侧总线或汽车侧总线系统总是与同样的子系统相连，与设置哪些附加装置无关，尤其是娱乐相关的附加装置。

此外，所述的分配的解决方案有助于风险的最小化，因为与驾驶相关的系统是与娱乐系统分开的，这些娱乐系统可能例如由于下载新的功能而出现故障。这样一来，同样确保关于驾驶相关部分的系统行为的可预见性。

更多的优点见下面实施例的说明或从属权利要求。

附图说明

下面依照一个图示的实施形式来解释本发明。唯一的附图示出计算机系统的一个例子，其中，驾驶相关任务与驾驶无关任务互相分离。

具体实施方式

图中所示的计算机系统主要由两个处理器组成，它们基本分为界线分明的任务区域。除了界线分明的任务，存在在此可灵活交换的单独选出的任务，尤其是需要强大计算能力的任务。在此，根据功能的特征来确定界线，区分为驾驶相关的(驾驶相关的功能)和驾驶无关的(娱乐相关的)功能。

第一处理器10(在需要的情况下与一个图形处理器一起)负责驾驶相关的功能或任务，诸如与CAN、MOST等汽车总线系统的连接、空调控制、导航、驾驶员报警系统、用于导航的二维地图的分析和显示、语音输出、人机接口等。换句话说，这个子系统实现了一个包括针对汽车功能的操作界面在内的驾驶员信息系统。在另一侧有一个处理器12(与一个图形处理器一起)，该处理器功能强大且例如应用于传统的个人电脑中，该处理器负责与驾驶无关的任务，例如游戏应用、因特网连接、视频应用、一般的娱乐系统(尤其针对乘客)，该处理器设置用于下载这些应用的新的应用程序，该处理器实现与诸如个人数字助理PDA、笔记本电脑等娱乐电子装置的总线连接。这样也由此实现一个娱乐和信息系统。

这个计算机系统的功能将消费电子装置的功能(前面的娱乐功能)和驾驶相关电子装置的功能(前面的驾驶功能、驾驶员信息功能)合并在一起，这些功能分别在系统中自己的计算机上实现。在实施过程中存在娱乐功能和驾驶功能的重叠区域。例如，一个三维图形地图(例如用于作为驾驶相关功能的导航地图)能够用于娱乐并且能够由另一个处理器(娱乐)显示。另一个例子是MP3功能，该功能原本与音频应用相关联属于娱乐部分。然而，MP3解码也是汽车无线电(驾驶相关部分)的标准功能，从而这个解码功能能够在娱乐处理器或者在驾驶相关应用程序中被接受。例如，MP3解码对于语音输出是重要的。因此两个处理器通过至少一个接口相互连接，从而输出数据和/或所选任务的结果被以转移的方式，或短时间计算强度大的应用，诸如语音识别或高质量语音合成程序，由驾驶相关的处理器以转移的方式被传输到能力更强大的娱乐处理器，或者反之。为此必要的功能就在两个处理器中形成冗余，从而在故障或者娱乐系统不存在情况下，驾驶相关的部分能够同样实现该功能。

在此，该计算机系统的驾驶相关部分总是主系统，而娱乐处理器是从系统。

所述的图示出该计算机系统的一个优选的实施例。所示的计算机系统100示出驾驶相关的部分100a以及一个驾驶无关的部分12。在此，该驾驶相关部分100a由一个处理器10和一个图形处理器11组成。在此，处理器10包含一个CPU、不同的存储器Mem和一个接口，用于与如ATAPI、MOST、CAN的汽车总线系统相连，或者用于与汽车系统的传感器或执行器(例如GYRO)相连。除此之外，该处理器还包含一个接口，例如连接图形处理器11的SPI，和另一个连接驾驶无关部分的接口，例如一个PCI接口。图形处理器11由一个带有存储器的计算机内核组成，而且一方面通过接口SPI与处理器10相连，通过另一个接口，例如RGB接口，与针对驾驶员的指示装置相连，并且通过又一个接口，例如LVDS接口，与驾驶无关部分12的图形处理器相连。

所述驾驶无关部分12包含一个具有强大计算能力的多媒体处理器13以及一个高性能图形处理器14，其能够处理高分辨率图形，还能处理三维图形。在此，处理器13包含一个中央单元(CPU)以及不同的存储器(Mem)，并且包含连接驾驶相关部分的处理器10的第一接口(PCI)、连接图形处理器14的第二接口(同样是PCI)，以及另一个连接总线接口的接口，诸如USB、IEEE等等。通过这些接口，一般的娱乐电子装置和计算机是可连接的。同样具有存储器的图形处理器14除了包含连接处理器13的接口之外，还包含上面提到的连接计算机系统中驾驶相关部分的图形处理器的接口LVDS，以及另一个连接针对汽车乘客的图形指示器的接口。这个接口例如作为RGB接口来实现。

驾驶相关功能和驾驶无关功能的划分根据它们的特性来完成，其中，主要与驾驶相关的功能在驾驶相关部分被实现，这些功能包含与汽车操作、导航、驾驶相关的专用信息，或者包含与驾驶员报警和定向相关的专用信息，而前面的驾驶无关的功能在计算机系统的娱乐部分12中被实现，这些功能包含对于汽车驾驶非专用的信息，并且首先服务于乘客，用于动画、娱乐、信息。对于驾驶相关功能，将焦点放在最大的可用性和可靠性上，因为这些功能对于汽车驾驶是重要的，以及将焦点放在与车内总线的内部网络连接上。这样的汽车专用的功能是导航系统、控制或分析车内指示和操作的人机接口HMI逻辑器和人机接口HMI管理器、语音识别或语音合成软件、用于输出驾驶指令或驾驶员警告的程序以及用于定向的二维地图的显示。所以在最广泛的意义上涉及驾驶相关的人机接口HMI或一个驾驶员信息系统。驾驶无关的功能包括因特网浏览器、服务下载、三维图形显示、用于乘客娱乐的应用、游戏、视频重放系统、数字视频广播系统、移动办公室、如笔记本的便携设备、个人数字助理PDA等，这些能够与娱乐部分相连。在此，在该计算机系统的娱乐部分，将焦点放在提供针对所述功能的最大性能，以及将焦点放在系统的开放性(例如软件下载)和外部网络连接(例如与因特网)上。

上述的划分在实施形式中包含重叠区域。例如通过LVDS接口将图形集中的应用按所需计算能力的顺序在娱乐部分计算，而不在驾驶相关部分计算，并且通过LVDS接口进行交换，这些应用例如有如三维导航地图的三维显示、或者譬如针对空调或声音调节的对汽车视图的三维建模、动画(在面罩变换时的转换动画、面罩中的动画元件、动画操作助理等)或者带有高存储需求的背景构建，该背景构建与驾驶相关部分的功能相关联。除此之外短时间计算集中的应用例如通过与娱乐部分功能强大的处理器13相连的PCI接口被交换，并且在那里被计算，这些应用例如有具有自然语音附件的语音识别，和在此给出的扩展的识别可能性，以及具有改进的输出质量的语音合成。在此需要说明的是，所列举的功能以冗余方式存在，并且在娱乐系统故障时或在其不存在时仍然可以在驾驶相关部分被实施。所有其他功能只存在一次。

因此，重要的是，在一个计算机系统中单个的功能依据其对于汽车驾驶的重要性来划分，其中，驾驶相关的功能，也就是说，针对汽车的驾驶对于驾驶员重要的功能，在一个驾驶相关的处理器中计算，而与驾驶无关的系统，例如对于汽车的驾驶不重要的功能，更确切地说，娱乐功能，尤其是服务于乘客的功能，在一个功能强大的多媒体计算机中计算，其中，两个计算机最好是通过接口相互连接。

Claims (1)

1.汽车中的计算机系统，所述的系统包含至少两个承担不同任务的计算机（10，13），其中，

根据功能对于汽车驾驶的重要性实现将任务分配给至少两个计算机（10，13），其中，主要与驾驶相关的功能在第一计算机（10）中实现，而与驾驶无关的功能在第二计算机（13）中实现，

其特征在于，

所述两个计算机（10，13）各自与一个图形处理器（11，14）连接，

所述两个计算机（10，13）连同图形处理器（11，14）拥有不同的性能，

所述两个计算机（10，13）通过一个规定的接口互相进行通信，

该第二计算机（13）是具有高计算能力的多媒体处理器，该第二计算机（13）所属的图形处理器（14）是能够处理高分辨率图形的高性能图形处理器，

该第一计算机（10）所属的图形处理器（11）通过一个第二接口与驾驶员的显示装置相连，该第二计算机（13）所属的图形处理器（14）通过一个第三接口与乘客的显示装置相连，并且所述两个图形处理器（11，14）通过一个第四接口互连，通过该第四接口交换图形集中的应用。

2．依照权利要求1的计算机系统，其特征在于，

驾驶相关的功能是汽车特定的功能。

3．依照上述权利要求之一的计算机系统，其特征在于，

驾驶相关的功能含有与汽车的操作、导航、驾驶或驾驶员的警告和定向相关联的特定信息，也就是说，所述的功能构建驾驶员相关的人机接口和一个驾驶员信息系统。

4．依照权利要求1或2的计算机系统，其特征在于，

驾驶无关的功能是娱乐特定的功能。

5．依照权利要求1或2的计算机系统，其特征在于，

驾驶相关功能包含至少下列功能之一：导航系统、控制或分析汽车中指示和操作的一个人机接口逻辑和一个人机接口管理器、语音识别软件或语音合成软件、用于输出驾驶指令或驾驶员警告的程序和用于定向的二维地图的显示，而驾驶无关的功能包含至少下列功能之一：因特网浏览器、服务下载、三维图形显示、用于乘客娱乐的应用、游戏、视频重放系统、数字视频广播系统、与可连接的如笔记本电脑、个人数字助理PDA的便携设备的连接。

6．依照权利要求1或2的计算机系统，其特征在于，

所述的第一计算机与内部的汽车总线相连。

7．依照权利要求1或2的计算机系统，其特征在于，

所述第一计算机将计算密集的任务交给所述第二计算机，其中，所述第一计算机在所述第二计算机不可用时自己执行这个任务。

8．用于在机动车中应用的多媒体计算机，其特征在于，

所述的多媒体计算机实现娱乐功能，并且通过至少一个接口与实现驾驶功能的其他的计算机相连，

所述多媒体计算机和所述其他的计算机各自与一个图形处理器连接，

所述多媒体计算机和所述其他的计算机连同图形处理器拥有不同的性能，

所述多媒体计算机是具有高计算能力的多媒体处理器，该多媒体计算机所属的图形处理器是能够处理高分辨率图形的高性能图形处理器，

所述多媒体计算机所属的图形处理器通过另一个接口与乘客的显示装置相连，并且所述多媒体计算机所属的图形处理器与所述其他的计算机所属的图形处理器通过再一个接口互连，图形集中的应用通过该再一个接口交换。