CN106872946B - 用于运行用于机动车的雷达设备的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于运行用于机动车的雷达设备(100)的方法，所述方法具有如下步骤：提供所述雷达设备(100)的高频装置(10)的运行数据；通过数字数据总线(20)传送所述高频装置(10)的运行数据给微运算装置(40)；以及通过所述微运算装置(40)分析处理所述高频装置(10)的运行数据。

Description

用于运行用于机动车的雷达设备的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行用于机动车的雷达设备的方法。本发明此外还涉及一种用于机动车的雷达设备。
背景技术
在雷达传感机构在汽车领域中的进一步发展中，通过在半导体技术中的进步产生新的集成可能性。由技术决定地，至今具有在一侧上高频产生和接收与在另一侧上信号准备和处理之间的清楚的分离。自从大约两代起已知的是，使用硅-锗MMIC(英语：monolithicmicrowave integrated circuit：单片式微波集成电路)用于高频信号并且实现处理器、DSP(英语：digital Signal processor：数字信号处理器)、FPGA(英语：fieldprogrammable gate array：现场可编程门阵列)和特定的ASIC(英语：application-specific integrated circuit：专用集成电路)用于在标准硅技术(CMOS或混合信号)(英语：complementary metal-oxide-semiconductor：互补式金属氧化物半导体)中控制SiGe-MMIC并且因此也实现在不同模块中。
当前的现有技术能够实现数字电路技术在硅-锗高频MMIC中的越来越高的集成。这能够通过硅锗工艺朝具有硅锗半导体结的BiCMOS工艺的继续发展来实现。借助于BiCMOS模块可以将数字电路直接与高频组件集成在一起，这取代常规使用的用于控制和分析处理MMI的特定ASICC。进步的MMIC集成的内容基本上是用于频率稳定化的集成PLL和集成A/D转换器，它们将对于分析处理所需的基带信号数字化。此外，这些数字数据通过适合的数字接口提供给控制器用于进一步处理。
此外，鉴于高度自动化的行驶，根据ISO 26262对功能安全性的要求增加。因此必须随时确保：在最短时间内识别并且指示在MMIC中的故障，以便避免基于错误数据的错误反应。在复杂的组件中通常必须监视每个子组件，这意味着不仅在监视的实施中而且尤其也在监视结果的查询中的大的时间耗费。该时间那么在环境数据检测中失去，这限制了雷达传感器的功率能力。
在文献WO 2013/117277 A1中该问题已经借助告警线路寻址，仅仅当实际上出现故障情况时，该警告线才自主地将在MMIC中运行的监视指示给微控制器。在该情况下，可以由MMIC查询另外的监视数据，以便限制故障。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种改善的用于运行机动车雷达设备的方法。
根据第一方面，该任务借助用于运行用于机动车的雷达设备的方法来解决，所述方法具有如下步骤：
提供所述雷达设备的高频装置的运行数据；
通过数字数据总线传送所述高频装置的运行数据给微运算装置；以及
通过所述微运算装置分析处理所述高频装置的运行数据。
通过这种方式有利地没有给微运算装置施加涉及高频装置的运行数据的查询耗费。通过运行数据的分析处理来支持如下：在系统中发生失灵之前，可以及早地识别雷达设备的系统退化。这通过以下方式来支持，即基本上实时地实施运行数据的分析处理。
根据第二方面，该任务借助用于机动车的雷达设备来解决，所述设备具有：
高频装置；以及
微运算装置，所述微运算装置通过数字数据总线与所述高频装置连接；
其中，所述高频装置构造用于通过所述数据总线传送所述高频装置的运行数据给所述微运算装置；其中，
所述微运算装置构造用于在所述雷达设备运行期间实施所述高频装置的运行数据的评估。
所述方法的有利的扩展方案是从属权利要求的主题。
所述方法的一种有利的扩展方案设置，通过所述运行数据与所述运行数据的允许值的比较来实施所述运行数据的评估。通过这种方式可以借助算法实现如下：可识别运行数据的趋势，由此可以及早采取措施以便避免系统失灵或系统退化。
所述方法的另一有利扩展方案设置，紧跟基带数据的调制序列地传送所述运行数据。由此支持：时间上限定地检测或接收运行数据，其中，仅仅在此后才实现运行数据的通过数据总线的传送。由此能够实现高频装置的在时间上不太危急的运行数据的检测。
所述方法的另一有利扩展方案的特征在于，在基带数据的调制序列内传送所述运行数据。通过这种方式可以有利地还更高效地实施所述方法，因为还更好地利用资源。有利地，通过这种方式支持时间危急的运行数据的及时检测和分析处理。
所述方法的另一有利扩展方案设置，在限定的时间上实施所述运行数据的分析处理。通过这种方式能够实现系统退化的还更好的识别，因为用于运行数据的运算趋势被求取。
所述方法的另一有利扩展方案设置，实施所述运行数据的数据完整性的检查。通过这种方式支持安全的数据传输，其中，可以实施适合的安全措施，例如形成CRC校验和。
附图说明
以下借助另外的特征和优点根据五个附图详细描述本发明。在此，附图主要可理解为用于阐明基本原理。相同的或功能相同的元件具有相同的附图标记。
公开的设备特征类似地由相应公开的方法特征产生，并且反之亦然。这尤其表示：涉及用于运行用于机动车的雷达设备的方法的特征、技术优点和实施方案以类似方式由涉及用于机动车的雷达设备的相应实施方案、特征和优点产生，并且反之亦然。
在附图中示出：
图1：用于机动车的常规雷达设备的方框图；
图2：根据本发明的用于机动车的雷达设备的一种实施方式的细节；
图3：用于根据所提出的方法传输运行数据的一个信号图；
图4：用于根据所提出的方法传输运行数据的另一信号图；以及
图5：根据本发明的方法的一种实施方式的原理流程。
具体实施方式
本发明的核心构思在于，利用存在的数据通道用于传输MMIC的运行数据。由此有利地不再需要的是，以有规律的间隔查询MMIC的状态并且由此产生大的运算技术上的开销。通过这种方式有利地提高用于机动车的雷达设备的效率。
根据上述文献WO 2013/117277A1，MMIC自主地进行监视并且将故障在出现时直接通过告警线路通知给微控制器。然而，在这种情况下故障已经出现，从而对于对应措施而言大多已经过迟。
因此提出，连续提供MMIC的重要相关的运行数据，以便由此能够提早确定退化或不允许的运行参数，例如过高的温度。通过该认识可以及早采取有效的对应措施。
有利地，借助所提出的方法提供运行数据的快速、高效和安全的传输，运行数据及时被分析处理：
快速：在ISO 26262中定义的错误公差时间内在大约100毫秒的数量级。
高效：不需要用于查询(英语：pollen)的控制器的显著的时间上的额外负荷。
安全：数据传送是受保护的，以便避免错误反应。例如这借助于CRC校验和来实现。
图1示出常规雷达设备100的大幅简化的方框图。看出高频装置或MMIC10，其通过双向通信总线30(例如SPI，英语：serial peripheral interface：串行外设接口)与微运算装置40(例如微控制器)交换控制数据。在高频装置10的输入端上布置有发送与接收天线1。高频产生装置11设置用于将由接收天线1接收的数据变换到基带中。微运算装置40还具有用于通过通信总线30与高频装置10通信的通信装置43。此外，高频装置10具有数据总线20形式的用于传送来自环境检测的基带数据的接口。后者接口模拟地构造，其中，基带数据由控制器13或者由另一为此设置的特定ASIC转变。将来，该接口通过应用BiCMOS来数字地实现。
对于高频装置10，在调制序列末端自动实施另外的监视测量。监视以所拍摄的运行数据BD运行，借助所述运行数据实施与在内部保存在高频装置10中的边界的阈值比较。运行数据在高频装置内部的控制装置13的专用存储区域中准备好用于监视算法并且也用于外部调用。在运行数据接收装置12和运行数据15和监视装置14之间的箭头表示运行数据BD的数据流。
运行数据BD通过“相对缓慢的”亦即以大约20MHz的时钟速率运行的双向通信总线30传送给微运算装置40。显著更快速的亦即以大约400MHz的时钟速率运行的单向通信总线20用于传输基带数据。
由接口的架构显而易见并且技术上简单的是，通过通信总线30提供运行状态数据。所述运行数据BD的查询以常规方式通过微运算装置40定期询问高频装置10提供数据的方式并且在另一传输步骤中进行，以便传输所求取的数据给微运算装置40。该昂贵的通信必须在每个调制序列之后发生，由此产生的高的处理器负荷与接口负荷是所不期望的，因为在正常运行下运行数据BD原本仅仅指示运行状态正常。
因此提出，通过数字构造的数据总线或数据通道20传输所需要的运行数据，所述数据总线或数据通道常规地仅仅设计用于基带数据的传输。为此需要的是，该接口例如根据LVDS或者MIPI-CSI2规范(英语：low voltage differential signaling，mobileindustry processor interface camera serial interface 2：低电压差分信号，移动行业处理器接口摄像机串行接口2)设计。
例如在调制序列MS末端紧跟用于高频装置10的监视测量，其将所求取的运行数据BD保存在存储器中。通过适合的设备现在读取并且串行化重要相关的存储地址。通过FIFO18，经串行化的运行数据BD首先以控制器时钟缓冲，以便随后在接口的时钟域
Figure BDA0001175598660000051
中通过辅助路径提供给接口驱动器19。
有利地由此实现，经数字化的基带数据BBD总归必然必须在调制序列期间通过数据总线20传输，其中，该传输自身不是开销。该传输不是必须首先被推动，而是运行数据BD自动悬挂在数据流上，或者嵌入其中。通过数据总线20的高的带宽，有利地可忽略用于传输运行数据BD的在时间上的附加耗费。
在图2中可识别串行化装置17，其借助于FIFO 18(英语：先进先出)将运行数据BD输送给接口驱动器19，接口驱动器随后将全部数据通过数据总线20传送给微运算装置40(在图2中未示出)。FIFO 18尤其用于使运行数据BD对于通信总线30的和数据总线20的不同时钟域而言是可传输的。必要时也还需要另外的计时器电路(未示出)，以便运行数据BD可以以适合方式嵌入到数据总线20的数据流中。数字数据总线20通过这种方式在调制序列MS期间同步地并且直接地传输经转变的基带数据。
原则上设有通过数据总线20传输运行数据BD的两种可能性。
在图3中示出发送频率f的和数据D的时间变化过程，可以看出，在调制序列MS中生成基带数据BBD，其中，在阶段BDA中接收高频装置10的运行数据BD，其中，在阶段BDA中发生在高频装置10内的监视过程。紧跟着，在阶段BDT中实施运行数据BD到微运算装置40上的传输。
在微运算装置40中具有处理所传输的数据的不同可能性。在一种简单的形式中，微运算装置40具有在高频装置10上的接口的对应件(Gegenstück)并且通过所述对应件直接读入数据流到其存储器42中。在调制序列MS末端紧跟是运行数据BD，其顺序地同样在末端悬挂到相同存储区域中。微运算装置40现在处理在限定大小的存储区域中的基带数据BBD。在时间上随后或者在多核处理器的情况下并行地由运行数据BD读出各个运行参数并且通过期望-实际值比较来解读或分析处理所述运行参数。借助于缓慢的滤波可以有利地确定运行参数的趋势并且将其与其他运行状态数据相关。
用于通过数据总线20传输运行数据BD的一种替代可能性原理性地在图4中示出。在该情况下，在调制序列MS内在时间间隙中实施运行数据接收BDA和运行数据传输BDT，由此还可以进一步提高运行数据传输的效率。通过这种方式可以例如传输时间危急的运行数据BD或必须一定直接在每个单个的调制斜坡之后存在的运行数据BD。
例如可以考虑用于运行数据BD的以下场景：
-运行数据“发送功率”与上升的运行参数“温度”反比例地下降：通过发送功率与温度的相关可以将发送功率的下降分配给半导体工艺的随上升温度而下降的边界频率的物理效应。这如下解读：即不存在突出的运行状态。
-运行参数“发送功率”尽管保持不变的温度仍持续下降：根据所述变化过程可以计算：在数分钟内停止发送功率监视。因为具有雷达设备100的机动车正好位于不危急的状况中，所以将雷达传感器连同雷达设备100预防性地关断。由此防止，在潜在危急的状况下发生监视的停止并且因此雷达传感器的关断。
-运行参数“混合转换”尽管不变的温度仍连续下降，不低于监视阈值：在较长的时间段上的真实退化是可能的，由此预期监视的触发。通过在监视触发之前预知退化可以预防性地采取措施，例如在两个调制序列MS之间高频装置10的复位等等。
-运行参数“温度”持续上升并且接近最大规定的运行温度：在达到最大允许的运行温度之前，可以预防性地匹配调制的脉冲-间歇比例，从而通过高频装置10的因此缩短的激活时间雷达传感器可以冷却。
-运行参数“接收阶段同步(Empfangsphasengleichlauf)”显示，一个通道的相对相位相对于另一通道有偏差并且偏差现在保持不变，然而还在规范内：机械变化导致相位差。相位差的认识可以用于在信号处理中校正所涉及的通道的数据。符合目的地，同样的适用于接收幅度同步以及发送相位同步和幅度同步。
符合目的地，具有运行参数的非突出的和突出的变化过程的多种组合，所述运行参数可以部分地被校正，但是部分地也需要预防性措施。运行参数的相关此外还允许推导出变化原因。在其他情形中可以由变化过程预见：停止监视，在此可以在监视突然在机动车的危急行驶状况下停止之前预防性地在毫无疑问的行驶状况下关断雷达传感器。
在雷达设备100的一种有利的形式中，微运算装置40直接在数字接口之后具有基于硬件的预处理装置44(英语：Signal Processing Unit,SPU：信号处理单元)用于雷达数据。可选地设置的预处理装置44与在数据总线20上的数据输入同步进行并且根据实现经历多个处理阶段(例如阈值计算、探测、非相干积分，等等)并且以下将经处理的基带数据保存在微运算装置40的存储器42中用于进一步处理。在该情形中如此配置预处理装置44，使得基带数据BBD的量是已知的并且仅仅实现重要相关的数据量的处理。以下运行数据BD通过预处理装置44的适合的配置保存到存储器42的专用存储区域中用于根据上述方案的进一步处理。微运算装置40在此不加载，由此有利地产生特别高效的方法。
替代地也可以由微运算装置40的CPU 41承担预处理装置44的功能。
时间危急的运行数据BD的例子是：
-超调指示：直接在单个斜坡之后超调的认识能够实现发送功率或基带放大的通过微运算装置40立刻反接，以便避免调制序列的完全放弃。
-A/D转换器调节数据：替代指示已经出现的超调地，也可以单独地由A/D转换器16的控制数据传输斜坡。通过分析最大调节的变化过程也可以预防性地通过微运算装置40降低在序列期间的发送功率或基带放大，以便避免整个序列的放弃。
-干扰指示：对于受干扰影响的基带数据存在恢复措施，所述恢复措施可以在时间范围中重构基带信号。为此，所提出的方法有利地直接在单个斜坡之后应用。干扰指示的运行日期使得对于微运算装置40而言可能的是，直接调用用于恢复的计算算法。
图5示意地示出用于运行用于机动车的雷达设备的方法的实施方式的原理流程图。
在步骤200中提供所述雷达设备100的高频装置10的运行数据。
在步骤210中通过数字数据总线20传送所述高频装置10的运行数据给微运算装置40。
在步骤220中通过所述微运算装置40分析处理所述高频装置10的运行数据。
总而言之，借助本发明提出一种改善的用于运行用于机动车的雷达设备的方法，借助所述方法可以及时地求取运行数据及其趋势。通过这种方式有利地提高雷达设备的运行安全性。
尽管之前根据具体实施方式描述了本发明，但本发明绝不限于此。本领域内技术人员将得知：本发明的大量未公开的改型是可能的，而不偏离本发明的核心。

Claims (9)

1.一种用于运行用于机动车的雷达设备(100)的方法，所述方法具有如下步骤：
提供所述雷达设备(100)的高频装置(10)的运行数据，其中，所述运行数据包括：
所述高频装置(10)的温度，和/或
所述高频装置(10)的发送功率，和/或
所述高频装置(10)的超调指示；
通过数字数据总线(20)在连续的基带上传送所述高频装置(10)的运行数据给微运算装置(40)；以及
通过所述微运算装置(40)分析处理所述高频装置(10)的运行数据，
其特征在于，紧跟基带数据的调制序列地传送所述运行数据，其中，在不通过所述微运算装置(40)查询所述高频装置(10)的运行数据并且不从所述高频装置(10)调用运行数据的情况下，由所述高频装置(10)的自动地将所述高频装置(10)的运行数据传送给所述微运算装置(40)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述运行数据与所述运行数据的允许值的比较来实施所述运行数据的评估。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在基带数据的调制序列内传送所述运行数据。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在限定的时间上实施所述运行数据的分析处理。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，实施所述运行数据的数据完整性的检查。
6.一种用于机动车的雷达设备(100)，所述雷达设备具有：
高频装置(10)；以及
微运算装置(40)，所述微运算装置通过数字数据总线(20)与所述高频装置连接；
其中，所述高频装置(10)构造用于通过所述数据总线(20)在连续的基带上传送所述高频装置(10)的运行数据给所述微运算装置(40)；其中，其中，所述运行数据包括：
所述高频装置(10)的温度，和/或
所述高频装置(10)的发送功率，和/或
所述高频装置(10)的超调指示；
所述微运算装置(40)构造用于在所述雷达设备(100)运行期间实施所述高频装置(10)的运行数据的评估，
其特征在于，紧跟基带数据的调制序列地传送所述运行数据，其中，在不通过所述微运算装置(40)查询所述高频装置(10)的运行数据并且不从所述高频装置(10)调用运行数据的情况下，由所述高频装置(10)的自动地将所述高频装置(10)的运行数据传送给所述微运算装置(40)。
7.根据权利要求6所述的雷达设备(100)，其特征在于，所述高频装置(10)的运行数据能够借助于串行化装置(17)和FIFO(18)输送给所述数据总线(20)的接口驱动器(19)。
8.根据权利要求6或7所述的雷达设备(100)，其特征在于，所述数字数据总线(20)构造为LVDS总线或MIPI-CSI2总线。
9.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品具有程序代码单元，用于当所述计算机程序产品在雷达设备(100)上运行或者在计算机可读的数据载体上存储时实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法。
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