CN113500913B - 全液晶仪表的描画组件 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种全液晶仪表的描画组件，该组件包括：功能安全组件和非功能安全组件；所述功能安全组件包括CPUdraw描绘模块、显示输出检查模块DOC、RAM\ROM纠错编码模块、心跳监测模块和系统异常监测模块。本发明实施例通过将组件分为功能安全组件和非功能安全组件，能够满足整车的功能安全要求，且采用模块化软件，复用性好，可以直接部署在非功能安全产品上进行迭代开发，实现ASIL B级汽车仪表功能安全需求，能够降低软件成本以及开发时间成本。

Description

全液晶仪表的描画组件

技术领域

本发明涉及车辆仪表领域，更具体地，涉及一种全液晶仪表的描画组件。

背景技术

随着系统复杂性的提高，汽车上各种电控单元ECU接收的来自系统失效和随机硬件失效的风险也日益增加。为了避免产品失效而导致的人员安全和产品召回，需要产品在设计上就考虑各种失效情况的概率、后果以及对应方法。目前ISO 26262功能安全标准越来越被重视。它的目的是使得人们对安全相关功能有一个更好的理解，并尽可能明确地对它们进行解释，同时为避免这些风险提供了可行性的要求和流程。

目前部分整车厂对供应商Tier1的汽车仪表也提出了功能安全的要求，以后安全在将来的汽车研发中是关键要素之一。现存的技术手段无法满足整车的功能安全要求，而全部重新开发满足功能安全要求的仪表产品，从硬件、软件成本和开发时间成本短期都难以满足整车厂要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的全液晶仪表的描画组件。

根据本发明的实施例，提供一种全液晶仪表的描画组件，该组件包括：功能安全组件和非功能安全组件；所述功能安全组件包括CPUdraw描绘模块、显示输出检查模块DOC、RAM\ROM纠错编码模块、心跳监测模块和系统异常监测模块。

优选的，所述功能安全组件应用于有功能安全显示要求的指示灯；

在接收安全气囊ECU信号以及确认安全气囊ECU信号的有效性后，仪表控制ECU通过SPI总线将点亮安全气囊指示灯的请求发送至仪表显示ECU；

Dsp_dbus模块从SPI缓存中读取关联信息，并根据关联信息区分有功能安全要求的指示灯请求和普通指示灯请求，并将所述请求发送至功能安全描绘模块Cpudraw；

所述功能安全描绘模块Cpudraw通过绘制请求和位置，将安全气囊显示资源拷贝至Video RAM，并通知视频信号处理器模块VSP；

视频信号处理器模块VSP渲染处理多个图层的视频信号，并将处理后的信号交给显示单元模块DU，显示单元模块DU将最终处理后的信号通过LVDS接口发送给TFT屏幕进行显示。

优选的，所述功能安全描绘模块Cpudraw还通知显示输出检查模块DOC；

显示输出检查模块DOC将捕获的监视区域的实际显示数据与预期显示数据进行对比；如果确认所述实际显示数据与所述预期显示数据不一致，则在一段时间后生成软件复位请求发送给EcuM模块，以使EcuM模块软复位整个显示ECU。

优选的，CPUdraw描绘模块的处理机制包括：

在上电、复位或者唤醒阶段对Cpudraw描绘模块进行初始化和RAM检查，以确认Cpudraw模块是否可以正常运行；

根据HMI描绘请求，索引到定义在代码段的资源数组和显示位置，CPUdraw描绘模块将显示资源数据拷贝至对应的Video RAM，并通知显示输出检查模块DOC对相应显示区域进行监视；

当VSP中断到来，Cpudraw描绘模块切换显示Video RAM，准备进行下一次描绘。

优选的，所述显示输出检查模块DOC的处理机制包括：

在上电、复位或者唤醒阶段对显示输出检查模块DOC进行软件和硬件进行初始化；

根据Cpudraw模块的监视请求，显示输出检查模块DOC在每个任务周期设置监视区域的ID、CLUT表、异常判定阈值、监视区域大小以及监视区域的期望值；

当VSP视频信号处理器处理完图片渲染后，显示输出检查模块DOC从硬件比较器中取回比较结果，当确认检查异常持续一段时间则发起复位显示ECU请求。

优选的，RAM\ROM纠错编码模块的处理机制包括：

汽车仪表MCU开机后，启动RAM\ROM纠错编码模块的编码自检功能，硬件ECC模块对1bit错误自行纠正；

功能安全软件模块同时对各自模块内部使用到的RAM变量进行一次读写确认，如果发现RAM异常就不执行描绘动作，并在仪表中指示对应的异常信息。

优选的，所述心跳监测模块的处理机制包括：

检测仪表显示ECU工作状态以及系统中各子模块单元的状态，并在指定的事件发生后，做出预设的特定动作；

仪表控制MCU通过SPI总线监测显示ECU是否存活；当显示ECU连续第一预设数量的通讯周期的SPI通讯失败，则控制显示ECU执行掉电重启流程；

显示ECU内部对VSP、DU等会影响功能安全的中断服务进行心跳监测，若第二预设数量的周期内心跳次数小于第一预设次数或大于第二预设次数，则确认VSP模块异常，并对显示ECU进行软复位处理。

优选的，所述系统异常监测模块的处理机制包括：

在系统初始化时设置WDT模块超时时间；

在每个任务周期内会对WDT模块进行“喂狗”处理；

如果在规定时间内没有进行“喂狗”处理，则进行软复位处理。

本发明实施例提供的全液晶仪表的描画组件，通过将组件分为功能安全组件和非功能安全组件，能够满足整车的功能安全要求，且采用模块化软件，复用性好，可以直接部署在非功能安全产品上进行迭代开发，实现ASIL B级汽车仪表功能安全需求，能够降低软件成本以及开发时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的全液晶仪表的描画组件的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的Cpudraw描绘模块的处理机制示意图；

图3为本发明实施例提供的显示输出检查模块DOC的处理机制示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，部分整车厂对供应商Tier1的汽车仪表也提出了功能安全的要求，以后安全在将来的汽车研发中是关键要素之一。现存的技术手段无法满足整车的功能安全要求，而全部重新开发满足功能安全要求的仪表产品，从硬件、软件成本和开发时间成本短期都难以满足整车厂要求。

针对现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供一种对现有仪表产品进行改进设计的方案，来满足功能安全标准和整车厂的要求。基于此，本发明实施例提供一种全液晶仪表的描画组件，包括：功能安全组件和非功能安全组件；所述功能安全组件包括CPUdraw描绘模块、显示输出检查模块DOC、RAM\ROM纠错编码模块、心跳监测模块和系统异常监测模块。

其中，首先分解整车功能安全需求，将仪表功能拆分为功能安全组件(ASIL B)和非功能安全组件(QM)两种组件。功能安全组件即使保证车辆的安全功能的组件，例如，应用于安全气囊的功能安全组件，其目的是为了保证安全气囊指示灯不会因为系统或者设计失效而无法正常点亮，导致驾驶员没有接收到报警信息因此发生危险。

具体地，功能安全组件可进一步包括CPUdraw描绘模块、DOC监测模块、RAM\ROM纠错编码模块、心跳监测模块、系统异常监测模块和异常处理模块。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述功能安全组件应用于有功能安全显示要求的指示灯，例如安全气囊指示灯，应当说明的是，本发明实施例的描绘组件除了可以应用在安全气囊用中，刹车系统、电池系统等其他系统可能也会有功能安全显示需求，该指示灯同样可以应用于相应的系统上；参见附图1，功能安全组件具体可实现如下功能：

1)、在接收安全气囊ECU信号以及确认安全气囊ECU信号的有效性后，仪表控制ECU通过SPI总线将点亮安全气囊指示灯的请求发送至仪表显示ECU；

具体地，仪表可通过CAN总线接收安全气囊ECU的信号后，仪表控制ECU首先判定信号的有效性以及此时电源状态，在确认信号有效以及电源处于接通的状态后，将点亮安全气囊指示灯的请求发送给仪表显示ECU。

2)、Dsp_dbus模块从SPI缓存中读取关联信息，并根据关联信息区分有功能安全要求的指示灯请求和普通指示灯请求，并将所述请求发送至功能安全描绘模块Cpudraw；

具体地，显示数据以数据包的形式通过SPI总线发送给显示ECU。Dsp_dbus模块每个任务周期会从SPI缓存中读取关联信息，例如所有指示灯的状态、当前主题或背景模式，然后会根据关联信息区分有功能安全要求的指示灯和普通指示灯请求，分别发送给描绘引擎和功能安全描绘模块Cpudraw。

3)、所述功能安全描绘模块Cpudraw通过绘制请求和位置，将安全气囊显示资源拷贝至Video RAM，并通知视频信号处理器模块VSP；

具体地，功能安全描绘模块Cpudraw通过绘制请求和位置会将安全气囊显示资源拷贝Video RAM上并通知VSP(视频信号处理器)模块和DOC(显示输出检查)模块。

4)、视频信号处理器模块VSP渲染处理多个图层的视频信号，并将处理后的信号交给显示单元模块DU，显示单元模块DU将最终处理后的信号通过LVDS接口发送给TFT屏幕进行显示。

具体地，VSP模块渲染处理多个图层的视频信号，并将处理后的信号交给DU(显示单元)模块，DU模块将最终处理后的信号通过LVDS接口发送给TFT屏幕进行显示。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述功能安全描绘模块Cpudraw还通知显示输出检查模块DOC；显示输出检查模块DOC将捕获的监视区域的实际显示数据与预期显示数据进行对比；如果确认所述实际显示数据与所述预期显示数据不一致，则在一段时间后生成软件复位请求发送给EcuM模块，以使EcuM模块软复位整个显示ECU。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，参见图2，CPUdraw描绘模块的处理机制包括：

在上电、复位或者唤醒阶段对Cpudraw描绘模块进行初始化和RAM检查，以确认Cpudraw模块是否可以正常运行；

根据HMI描绘请求，索引到定义在代码段的资源数组和显示位置，CPUdraw描绘模块将显示资源数据拷贝至对应的Video RAM，并通知显示输出检查模块DOC对相应显示区域进行监视；

当VSP中断到来，Cpudraw描绘模块切换显示Video RAM，准备进行下一次描绘。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，参见图3，所述显示输出检查模块DOC的处理机制包括：

在上电、复位或者唤醒阶段对显示输出检查模块DOC进行软件和硬件进行初始化；

根据Cpudraw模块的监视请求，显示输出检查模块DOC在每个任务周期设置监视区域的ID、CLUT表、异常判定阈值、监视区域大小以及监视区域的期望值；

当VSP视频信号处理器处理完图片渲染后，显示输出检查模块DOC从硬件比较器中取回比较结果，当确认检查异常持续一段时间则发起复位显示ECU请求。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，RAM\ROM纠错编码模块的处理机制包括：

汽车仪表MCU开机后，启动RAM\ROM纠错编码模块的编码自检功能，硬件ECC模块对1bit错误自行纠正；

功能安全软件模块同时对各自模块内部使用到的RAM变量进行一次读写确认，如果发现RAM异常就不执行描绘动作，并在仪表中指示对应的异常信息。

具体地，如果发现RAM异常就不会执行描绘动作，那么驾驶员会在点火自检时发现仪表显示异常，从而提醒驾驶员避免发生安全问题。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述心跳监测模块的处理机制包括：

检测仪表显示ECU工作状态以及系统中各子模块单元的状态，并在指定的事件发生后，做出预设的特定动作；

仪表控制MCU通过SPI总线监测显示ECU是否存活；当显示ECU连续第一预设数量(例如10个)的通讯周期的SPI通讯失败，则控制显示ECU执行掉电重启流程；

显示ECU内部对VSP、DU等会影响功能安全的中断服务进行心跳监测，若第二预设数量的周期内心跳次数小于第一预设次数或大于第二预设次数，则确认VSP模块异常，并对显示ECU进行软复位处理。例如，监测VSP中断如果10个周期166ms内心跳数小于8次或者大于12次，则认为VSP模块异常，则需要对显示ECU进行软复位。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述系统异常监测模块的处理机制包括：

在系统初始化时设置WDT模块超时时间；

在每个任务周期内会对WDT模块进行“喂狗”处理；此处，“喂狗”处理是指清空看门狗计数器。

如果在规定时间内没有进行“喂狗”处理，则进行软复位处理。具体地，如果在规定时间内没有进行“喂狗”处理，则说明显示ECU因为电磁场的干扰或者未知软件问题程序跑飞了，此时会进行软复位。

本发明实施例提供的全液晶仪表的描画组件，通过将组件分为功能安全组件和非功能安全组件，能够满足整车的功能安全要求，且采用模块化软件，复用性好，可以直接部署在非功能安全产品上进行迭代开发，实现ASIL B级汽车仪表功能安全需求，能够降低软件成本以及开发时间成本。

并且，本发明实施例提供的全液晶仪表的描画组件的全部模块，对汽车仪表软件、硬件各种失效进行了充分的分析和各级冗余安全设计，提升了产品的质量，从系统层面降低了随机硬件失效风险，以保证驾驶员和交通参与人员的人身安全。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种全液晶仪表的描画组件，其特征在于，包括：

功能安全组件和非功能安全组件；

所述功能安全组件包括CPUdraw描绘模块、显示输出检查模块DOC、RAM\ROM纠错编码模块、心跳监测模块和系统异常监测模块；

所述功能安全组件应用于有功能安全显示要求的指示灯；

在接收安全气囊ECU信号以及确认安全气囊ECU信号的有效性后，仪表控制ECU通过SPI总线将点亮安全气囊指示灯的请求发送至仪表显示ECU；

Dsp_dbus模块从SPI缓存中读取关联信息，并根据关联信息区分有功能安全要求的指示灯请求和普通指示灯请求，并将所述请求发送至功能安全描绘模块Cpudraw；

所述功能安全描绘模块Cpudraw通过绘制请求和位置，将安全气囊显示资源拷贝至Video RAM，并通知视频信号处理器模块VSP；

视频信号处理器模块VSP渲染处理多个图层的视频信号，并将处理后的信号交给显示单元模块DU，显示单元模块DU将最终处理后的信号通过LVDS接口发送给TFT屏幕进行显示。

2.根据权利要求1所述的全液晶仪表的描画组件，其特征在于，所述功能安全描绘模块Cpudraw还通知显示输出检查模块DOC；

显示输出检查模块DOC将捕获的监视区域的实际显示数据与预期显示数据进行对比；如果确认所述实际显示数据与所述预期显示数据不一致，则在一段时间后生成软件复位请求发送给EcuM模块，以使EcuM模块软复位整个显示ECU。

3.根据权利要求1所述的全液晶仪表的描画组件，其特征在于，CPUdraw描绘模块的处理机制包括：

在上电、复位或者唤醒阶段对Cpudraw描绘模块进行初始化和RAM检查，以确认Cpudraw模块是否可以正常运行；

根据HMI描绘请求，索引到定义在代码段的资源数组和显示位置，CPUdraw描绘模块将显示资源数据拷贝至对应的Video RAM，并通知显示输出检查模块DOC对相应显示区域进行监视；

当VSP中断到来，Cpudraw描绘模块切换显示Video RAM，准备进行下一次描绘。

4.根据权利要求1所述的全液晶仪表的描画组件，其特征在于，所述显示输出检查模块DOC的处理机制包括：

在上电、复位或者唤醒阶段对显示输出检查模块DOC进行软件和硬件进行初始化；

根据Cpudraw模块的监视请求，显示输出检查模块DOC在每个任务周期设置监视区域的ID、CLUT表、异常判定阈值、监视区域大小以及监视区域的期望值；

当VSP视频信号处理器处理完图片渲染后，显示输出检查模块DOC从硬件比较器中取回比较结果，当确认检查异常持续一段时间则发起复位显示ECU请求。

5.根据权利要求1所述的全液晶仪表的描画组件，其特征在于，RAM\ROM纠错编码模块的处理机制包括：

汽车仪表MCU开机后，启动RAM\ROM纠错编码模块的编码自检功能，硬件ECC模块对1bit错误自行纠正；

功能安全软件模块同时对各自模块内部使用到的RAM变量进行一次读写确认，如果发现RAM异常就不执行描绘动作，并在仪表中指示对应的异常信息。

6.根据权利要求1所述的全液晶仪表的描画组件，其特征在于，所述心跳监测模块的处理机制包括：

检测仪表显示ECU工作状态以及系统中各子模块单元的状态，并在指定的事件发生后，做出预设的特定动作；

仪表控制MCU通过SPI总线监测显示ECU是否存活；当显示ECU连续第一预设数量的通讯周期的SPI通讯失败，则控制显示ECU执行掉电重启流程；

显示ECU内部对VSP、DU等会影响功能安全的中断服务进行心跳监测，若第二预设数量的周期内心跳次数小于第一预设次数或大于第二预设次数，则确认VSP模块异常，并对显示ECU进行软复位处理。

7.根据权利要求1所述的全液晶仪表的描画组件，其特征在于，所述系统异常监测模块的处理机制包括：

在系统初始化时设置WDT模块超时时间；

在每个任务周期内会对WDT模块进行“喂狗”处理；

如果在规定时间内没有进行“喂狗”处理，则进行软复位处理。

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