DE102006049245A1

DE102006049245A1 - Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts

Info

Publication number: DE102006049245A1
Application number: DE200610049245
Authority: DE
Inventors: Werner Knee; Jens Schick; Alexander Wuerz-Wessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-04-24
Also published as: WO2008046686A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts (2), das mindestens einen elektronischen Baustein (12) umfasst, der zum Ausführen verschiedener Funktionen (18, 22) vorgesehen ist, bei dem in diesen mindestens einen elektronischen Baustein (12) jeweils ein auszuführender Code (20), der zum Ausführen einer der Funktionen (18, 22) ausgebildet ist, geladen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts, ein Steuergerät, das mindestens einen elektronischen Baustein umfasst, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.
Stand der Technik
Ein Fahrzeug kann mehrere Steuergeräte aufweisen, wobei jedes Steuergerät eine bestimmte Funktion erfüllt und auf diese festgelegt ist. Mit den Steuergeräten ist es möglich, den Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Die Druckschrift DE 101 26 683 A1 beschreibt eine Nachtsichteinrichtung für Fahrzeuge mit einem am Fahrzeug angeordneten und für infrarote Strahlung empfindlichen Detektor, mit dem in einem Fahrzeugumfeld empfangene infrarote Strahlung in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Dabei weist die Nachtsichteinrichtung eine Steuereinheit zur Aufbereitung des elektrischen Signals auf. Die Steuereinheit umfasst eine Signalanpassungseinheit, die einen digitalen Signalprozessor oder einen programmierbaren Logikbaustein (PLD, FPGA) umfasst.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts, das mindestens einen elektronischen Baustein umfasst, der zum Ausführen verschiedener Funktionen ausgebildet ist, bei dem in diesen mindestens einen elektronischen Baustein jeweils ein auszuführender Code, der zum Ausführen einer der Funktionen vorgesehen ist, geladen wird.
Mit der Erfindung wird bspw. erreicht, dass ein Steuergerät verschiedene Funktionen ausführen kann und somit flexibel einzusetzen ist. Das Verfahren kann für ein Steuergerät, das mindestens einen als FPGA ausgebildeten elektronischen Baustein aufweist, durchgeführt werden.
Es ist in Ausgestaltung vorgesehen, das der jeweils auszuführende Code zum Ausführen einer Funktion, die an eine Situation des Steuergeräts, eine Bedingung für das Steuergerät oder Anforderung an das Steuergerät während verschiedener Betriebszustände des Steuergeräts angepasst ist, geladen wird. Hierzu wird das Steuergerät durch eine Überwachungsmodul überwacht, wobei ermittelt wird, welche Funktion von dem mindestens einen elektronischen Baustein auszuführen ist.
Mit dem Verfahren kann als Funktion eine Fahrerassistenzfunktion bereitgestellt werden, so dass diese Fahrerassistenzfunktion durch das Steuergerät ausgeführt werden kann. Somit ist es auch möglich, verschiedene sich überlappende oder nicht-überlappende Fahrerassistenzfunktionen auf dem mindestens einen elektronischen Baustein auszuführen. Dabei ist es auch möglich, dass eine elektronische Bildverarbeitung bereitgestellt wird, so dass diese als Fahrerassistenzfunktion ausgeführt werden kann.
Das Verfahren wird insbesondere bei einem Hochfahren des Steuergeräts ausgeführt, wobei der auszuführende Code üblicherweise aus einer Speichereinrichtung des Steuergeräts in den elektronischen Baustein zum Programmieren des elektronischen Bausteins geladen wird.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Steuergerät, das mindestens einen elektronischen Baustein umfasst, der zum Ausführen verschiedener Funktionen ausgebildet ist. Dabei ist vorgesehen, dass jeweils ein ausführbarer Code, der zum Ausführen einer der Funktionen ausgebildet ist, in den mindestens einen elektronischen Baustein zu laden ist.
Bei diesem Steuergerät ist der mindestens eine elektronische Baustein als ein programmierbarer Logikbaustein ausgebildet, der regelmäßig mehrmals frei programmierbar und insbesondere als FPGA (Field-Programmable Gate Array) ausgebildet ist. Mit dem Steuergerät sowie einzelnen Komponenten des Steuergeräts, bspw. dem elektronischen Baustein, einem Boot-Manager und/oder der Speichereinrichtung, sind zumindest einzelne Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführbar.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm mit Programmcodemitteln ist dazu ausgebildet, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem erfindungsgemäßen Steuergerät ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem erfindungsgemäßen Steuergerat, ausgeführt wird.
Mit der Erfindung ist eine Darstellung von verschiedenen Fahrerassistenzfunktionen auf FPGA-basierten Hardware-Architekturen möglich. Dabei ist der elektronische Baustein zur Bereitstellung jeweils einer der Funktionen durch den auszuführenden oder ausführbaren Code zu programmieren.
Fahrerassistenzfunktionen, die insbesondere auf elektronischer Bildverarbeitung basieren, haben hinsichtlich der Rechenleistung einen hohen Ressourcenbedarf. Durch Einsatz programmierbare Logikbausteine, sog. FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) können gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung diese Ressourcen kostengünstig bereitgestellt werden. Dies erlaubt einerseits die Programmierung der Logikbausteine, also eine applikationsspezifische Verwendung, bietet aber andererseits auch die Rechengeschwindigkeit einer spezifischen Hardware. FPGAs stellen insbesondere in einem Marktsegment mit kleinen Stückzahlen, in dem sich die Entwicklung einer applikationsspezifischen Hardware, bspw. eines sog. anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) aus Kostengründen nicht rechnet, eine optimale Lösung dar.
Um die Kosten zudem niedrig zu halten, wird der FPGA in dem Steuergerät so dimensioniert werden, dass er gerade dazu in der Lage ist, die benötigte Rechenleistung zur Verfügung zu stellen.
Es gibt Fahrerassistenzfunktionen, die sich einerseits gegenseitig in ihrem Einsatzbereich nicht überlappen, z.B. Stadtfunktionen und Autobahnfunktionen, und sich damit andererseits optimal ergänzen würden. Realisiert man solche Funktionen für sich, würde dies bedeuten, dass die Funktionen entweder mit eigenen ASICs auf einem Steuergerät unterstützt werden oder sogar in einem eigenen Steuergerät darzustellen sind. Dies ist jedoch mit höheren Kosten verbunden, zudem ist hierfür mehr Bauraum zu erwarten. Die Verwendung eines FPGA-basierten Hardware-Ansatzes nach Ausgestaltung der Erfindung bietet hierzu eine kostengünstige Möglichkeit zur Bereitstellung von verschiedenen Fahrerassistenzfunktionen in verschiedenen Betriebszuständen.
Beim Hochfahren bzw. Startup des Steuergeräts wird der auszuführende Code des FPGAs aus der Speichereinrichtung bzw. einem Speicherbaustein geladen und auf den FPGA gebracht. Der FPGA kann immer wieder mit anderem ausführbarem Code geladen werden. Diese Eigenschaft wird regelmäßig zur Realisierung unterschiedlicher Funktionen auf dem Steuergerät genutzt.
Somit ist es mit der Erfindung möglich, unterschiedliche Fahrerassistenzfunktionen auf dem elektronischen Baustein und insbesondere einer FPGA-basierten Hardware darzustellen. Dazu werden die Randbedingungen der Funktionsverfügbarkeiten untersucht und festgestellt, welche rechenintensive FPGA-Unterstützung für den jeweiligen Betriebszustand, insbesondere die jeweilige Situation, bspw. für eine Zustandsmaschine bzw. State-Machine, optimal ist.
Das Steuergerät kann einen Boot-Manager aufweisen, bei dem es sich um eine Software handelt, die Teile eines Betriebssystem aufweist und auf einem bootfähigen Medium zu laden und auszuführen ist. Dieser Boot-Manager ist in einer Funktion als Überwachungsmodul üblicherweise dazu ausgebildet, für das Steuergerät sowie den als FPGA ausgebildeten elektronischen Baustein zu überwachen, welche Bedingungen, z.B. Stadtverkehr, in welchem Betriebszustand gerade erfüllt sind. Der Boot-Manager lädt in einer weiteren Funktion als Lademodul ein entsprechendes Codefile des auszuführenden Codes aus der Speichereinrichtung in den FPGA.
Falls sich ein Zustand bzw. Betriebszustand und somit eine Situation für das Steuergerät ändert, wird situationsangepasst ein neuer ausführbarer Code geladen. Das Gesamtsystem, typischerweise das Steuergerät, steht dann für eine gewisse Zeit, die für ein Laden und Initialisieren erforderlich ist, nicht zu Verfügung, bietet dann aber die situationsangepasst Funktionalität. Um dies zu realisieren ist nur zusätzlicher Speicher notwendig. Die ausführbaren FPGA-Codefiles sind jedoch vergleichsweise klein. Ein Steuergerät für videobasierte Fahrerassistenzfunktionen weist üblicherweise einen Speicher von 2–4 MB auf je nach FPGA hat ein Codefile für den ausführbaren Code eine Größe von 100–200 kB.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt in schematischer Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuergeräts in verschiedenen Betriebszuständen.
Ausführungsform der Erfindung
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuergeräts 2 im Laufe eines Zeitraums 10 in drei aufeinanderfolgenden Betriebsphasen 4, 6, 8. Dabei ist das Steuergerät 2 während einer ersten Betriebsphase 4 einer ersten Situation ausgesetzt, während einer zweiten Betriebsphase 6 erfolgt eine Programmierung des Steuergeräts, während einer dritten Betriebsphase 8 ist das Steuergerät 2 einer zweiten Situation 8 ausgesetzt. Das Steuergerät 2 weist einen als FPGA ausgebildeten programmierbaren elektronischen Baustein 12, eine Speichereinrichtung 14 zum Speichern von ausführbaren Codes und einen Boot-Manager 16 zum Überwachen von Bedingungen, denen das Steuergerät 2 während der unterschiedlichen Situationen ausgesetzt ist, auf.
In der ersten Situation während der ersten Betriebsphase 4 ist vorgesehen, dass der programmierbare Logikbaustein 12 eine erste Funktion 18 ausführt, die an die erste Situation angepasst ist. Nach dieser ersten Situation wird durch den Boot-Manager 16 festgestellt, dass bei der nachfolgenden zweiten Situation während der dritten Betriebsphase 8 eine Änderung der Bedingungen für das Steuergerät 2 erfolgt. Um diesen neuen Bedingungen gerecht zu werden, wird bei der Programmierung während der zweiten Betriebsphase 6 von dem Boot-Manager 16 ein auszuführender Code 20 aus der Speichereinrichtung 14 in den elektronischen Baustein 12 geladen.
Mit diesem auszuführenden Code 20 führt der elektronische Baustein 12 eine zweite Funktion 22 aus, die an die Bedingungen der zweiten Situation während der dritten Betriebsphase 8 angepasst ist.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts (2), das mindestens einen elektronischen Baustein (12) umfasst, der zum Ausführen verschiedener Funktionen (18, 22) ausgebildet ist, bei dem in diesen mindestens einen elektronischen Baustein (12) jeweils ein auszuführender Code (20), der zum Ausführen einer der Funktionen (18, 22) vorgesehen ist, geladen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das für ein Steuergerät (2), das mindestens einen als FPGA ausgebildeten elektronischen Baustein (12) aufweist, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jeweils ein auszuführender Code (20) zum Ausführen einer Funktion (18, 22), die an eine Situation angepasst ist, geladen wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das Steuergerät (2) überwacht wird, wobei ermittelt wird, welche Funktion (18, 22) von dem mindestens einen elektronischen Baustein (12) auszuführen ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit dem eine Fahrerassistenzfunktion bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, mit dem eine elektronische Bildverarbeitung bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das bei einem Hochfahren des Steuergeräts (2) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der auszuführende Code (20) aus einer Speichereinrichtung (14) des Steuergeräts (2) geladen wird.
Steuergerät, das mindestens einen elektronischen Baustein (12) umfasst, der zum Ausführen verschiedener Funktionen (18, 22) ausgebildet ist, wobei vorgesehen ist, dass jeweils ein ausführbarer Code (20), der zum Ausführen einer der Funktionen (18, 22) ausgebildet ist, in den mindestens einen elektronischen Baustein (12) zu laden ist.
Steuergerät nach Anspruch 9, bei dem der mindestens eine elektronische Baustein (12) als programmierbarer Logikbaustein ausgebildet ist.
Steuergerät nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der mindestens eine elektronische Baustein (12) als FPGA ausgebildet ist.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem Steuergerät (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einem Steuergerät (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ausgeführt wird.