DE102008028480B4

DE102008028480B4 - Ansteuerung für eine freiprogrammierbare Anzeigefläche in einem Kraftfahrzeug und Verfahren zum grafischen Darstellen mindestens eines Mess- oder Vorgabewertes

Info

Publication number: DE102008028480B4
Application number: DE102008028480.7A
Authority: DE
Inventors: Qi Wu
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2028-06-14
Also published as: DE102008028480A1

Abstract

Ansteuerung für eine eine freiprogrammierbare Anzeigefläche (52) aufweisende Anzeigevorrichtung (23) in einem Kraftfahrzeug, auf der mindestens ein sich zeitlich verändernder Mess- oder Vorgabewert mittels eines in seiner Darstellung entsprechend veränderten Anzeigeobjekts darstellbar ist umfassend:eine Schnittstelle (25) zum Empfangen des Mess- oder Vorgabewertes,eine Bilderzeugungs- und Steuereinheit zum Erzeugen der Steuersignale (43-45) für die die freiprogrammierbare Anzeigefläche (52) aufweisende Anzeigevorrichtung (23), dadurch gekennzeichnet, dassdie Bilderzeugungs- und Steuereinheiteine programmgestützte Recheneinheit, die die Bilddaten eines Hintergrunds (75) und/oder statischer Elemente erzeugt und/oder empfängt, diese in einen Bildspeicher schreibt sowie eine Rohabbildung (41) des Anzeigeobjekts erzeugt und in einen weiteren Speicher (30) schreibt, undeine in Hardware ausgeführte Ansteuereinheit (31) umfasst, die anhand des mindestens einen Mess- oder Vorgabewertes die Rohabbildung (41) nicht programmgesteuert transformiert und mit den Bilddaten des Bildspeichers fusioniert sowie die Anzeigevorrichtung (23) entsprechend der fusionierten Bilddaten ansteuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum grafischen Darstellen mindestens eines Mess- oder Vorgabewertes mittels mindestens eines sich zeitlich in seiner Darstellung verändernden Anzeigeobjekts auf einer freiprogrammierbaren Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei dem der mindestens eine Mess- oder Vorgabewert empfangen oder erfasst wird und Bild- und Steuerdaten für die Darstellung des Anzeigeobjekts auf der Anzeigevorrichtung erzeugt werden. Ebenso betrifft die Erfindung eine Ansteuerung für eine freiprogrammierbare Anzeigefläche zum grafischen Darstellen des Mess- oder Vorgabewertes mittels eines grafisch dargestellten Anzeigeobjekts sowie ein System zum grafischen Darstellen eines Mess- oder Vorgabewertes, welches eine solche Ansteuerung und eine Anzeigevorrichtung mit einer freiprogrammierbaren Anzeigefläche umfasst.
Klassisch wurden Mess- oder Vorgabewerte in einem Kraftfahrzeug mittels analoger Anzeigegeräte, beispielsweise eines Zeigerelements, angezeigt. Solche Anzeigevorrichtungen sind dem Fachmann wohl bekannt. Durch die Einführung digitaler Anzeigen in Kraftfahrzeugen ist es üblich geworden, einzelne Messwerte auch auf solchen digitalen Anzeigen anzuzeigen. Beispielsweise wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit bei einigen Fahrzeugen mittels einer alphanumerischen Anzeige angezeigt.
Viele Kraftfahrzeugnutzer bevorzugen jedoch beispielsweise für eine Geschwindigkeitsanzeige eine grafische Darstellung, wie sie eine analoge Anzeigevorrichtung darbietet, bei der sich ein Anzeiger vor einer auf einem Kreisbogen angeordneten Skala drehbar um einen Mittelpunkt der Anzeigevorrichtung bewegt. Eine Spitze der Nadel oder des Anzeigers, die im Folgenden verallgemeinert als Anzeigeobjekte bezeichnet werden, zeigen in Abhängigkeit von dem Mess- oder Vorgabewert auf einen bestimmten Wert der Skala.
Solche analogen Anzeigevorrichtungen lassen sich selbstverständlich auch auf einer freiprogrammierbaren Anzeigefläche grafisch nachbilden. Unter einer freiprogrammierbaren Anzeigefläche wird eine Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung verstanden, auf der zeitlich nacheinander beliebige unterschiedliche Bildinformationen in Abhängigkeit von einer Ansteuerung oder Programmierung darstellbar sind. Eine klassische Bildröhre stellt eine solche freiprogrammierbare Anzeigefläche dar. Am weitesten verbreitet in Kraftfahrzeugen sind heutzutage LCD-Displays, TFT-Displays usw. Grundsätzlich kann jede Technologie verwendet werden, die eine freie Wählbarkeit des dargestellten Objekts ermöglicht. Insbesondere können auch so genannte Projektionsvorrichtungen verwendet werden.
Die DE 10 2005 044 006 A1 beschreibt eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zur Darstellung eines Farbbildes, bei dem eine Grauwertdarstellung durch eine Rechenvorschrift für alle Bildpunkte derart geändert wird, dass nunmehr ein Farbbild zur Anzeige in einer Matrixanzeige in einem Bildspeicher abgelegt wird
Die EP 1 930 696 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Anzeige auf einer Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung in einem Verkehrsmittel, bei denen Daten für die Anzeige eines Hintergrundbereichs und Daten für die Anzeige in einem Teilbereich der Anzeigefläche erzeugt werden, wobei die Anzeige in dem Teilbereich die Anzeige des Hintergrundbereichs überdeckt und wobei der Anzeigeinhalt in dem Teilbereich zumindest einen Teil des von dem Teilbereich überdeckten Anzeigeinhalt des Hintergrundbereichs auf andere Art darstellt als in dem Hintergrundbereich.
Die US 2002/0045952 A1 beschreibet die Ausgestaltung eines Hybrid-Mikro-Computers mit Hilfe eines Field Programmable Gate Array (FPGA).
Die US 2006/0164230A1 beschreibt einen Innenspiegel mit einer Anzeigeeinrichtung, auf dessen Anzeigefläche Symbole eingeblendet werden können.
Die US 2007/0076123A1 zeigt eine digitale Mehrquellen-und-Mehrausgabeeinrichtungen Video-Multiplexer-und-Kreuzschienen-Vorrichtung.
Die US 2005/0052465 A1 beschreibt eine drahtlose Tastatur-, Video- und Mausvorrichtung.
Die US 5,872,872 A beschreibt ein Bildverarbeitungssystem.
Bei einer Nachbildung einer Anzeigevorrichtung mittels einer freiprogrammierbaren Anzeigefläche ist ein erforderlicher Rechenaufwand zum Erzeugen der grafischen Darstellung von besonderer Bedeutung. Dieser beeinflusst beispielsweise eine Trägheit des Anzeigeobjekts, welches den Mess- oder Vorgabewert darstellt.
Als Mess- oder Vorgabewert werden alle Größen angesehen, die einem Kraftfahrzeugnutzer angezeigt werden können. Hierbei ist der „Ursprung“ der darzustellenden Größe bzw. des darzustellenden Werts unerheblich. Die Größe oder der Wert kann auf einem Messwert, einer Berechnung, einer Vorgabe usw. beruhen.
Der Erfindung liegt somit das technische Problem zugrunde, eine Ansteuerung für eine freiprogrammierbare Anzeigevorrichtung, ein Anzeigesystem und ein Verfahren zum grafischen Darstellen eines Mess- oder Vorgabewerts zu schaffen, bei denen eine schnelle Anpassung der Darstellung an den aktuellen Mess- oder Vorgabewert bei möglichst geringem Rechenaufwand möglich ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ansteuerung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 sowie ein Anzeigesystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierbei ist vorgesehen, dass ein Hintergrund und/oder statische Darstellungselemente softwaretechnisch errechnet werden und in einem Bildspeicher abgelegt werden. Zusätzlich wird eine Rohabbildung jenes Anzeigeobjekts erzeugt, welches über eine veränderte Darstellung den Mess- oder Vorgabewert anzeigen soll. Die Rohabbildung wird in einem weiteren Speicher, der in einigen Ausführungsformen auch ein getrennter Speicherbereich des Bildspeichers sein kann, abgelegt. Die Ansteuerung der freiprogrammierbaren Anzeigefläche erfolgt nun so, dass aus dem weiteren Speicher die Rohabbildung ausgelesen und entsprechend eines empfangenen oder erfassten Mess- oder Vorgabewerts transformiert wird. Anschließend oder während der Transformation wird die transformierte Abbildung des Anzeigeobjekts mit den Bilddaten des Hintergrunds bzw. der statischen Elemente fusioniert und in Steuersignale für die Anzeigevorrichtung umgewandelt. Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass die Transformation mittels einer hardwaretechnisch realisierten Schaltung ausgeführt wird. Hierdurch ist eine schnelle Berechnung des sich in seiner grafischen Darstellung verändernden Anzeigeobjekts gewährleistet, wohingegen die Hintergrundbestandteile und statischen Elemente softwaretechnisch errechnet werden.
Durch die Verwendung eines Bildspeichers wird es darüber hinaus möglich, in den Hintergrund auch sich kontinuierlich mit der Zeit verändernde Bildbestandteile, welche beispielsweise mittels einer Videokamera oder eines CCD-Chips erfasst werden, mit einzubinden. Die Aufbereitung des Hintergrunds, einschließlich des gegebenenfalls per Videokamera erfassten Bildes, kann mittels bekannter Technologien und Rechenverfahren ausgeführt werden und die erforderlichen Daten in den Bildspeicher abgelegt werden. Das Anzeigeobjekt, welches über seine Darstellung relativ zu den übrigen Bestandteilen der Abbildung den Mess- oder Vorgabewert repräsentiert, wird über die hardwaretechnisch realisierte Transformation und Fusionierung, d.h. ein Rendern, in die übrigen Bilddaten „eingefügt“ und die entsprechenden Signale zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung erzeugt und ausgegeben.
Eine besonders kostengünstige und schnelle Umsetzung erhält man mit einer Ansteuerung, bei der die in Hardware ausgeführte Ansteuereinheit mittels eines Field Programmable Gate Arrays (FPGA) ausgeführt ist. Ein solches Field Programmable Gate Array kann über in einem Speicher abgelegte Konfigurationsinformationen jeweils so konfiguriert werden, dass die entsprechende Transformation und Fusionierung sowie das Erzeugen der entsprechenden Steuersignale in dem Field Programmable Gate Array hardwaretechnisch ausgeführt wird.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die programmgestützte Recheneinheit, die die Bilddaten des Hintergrundes und/oder der statischen Elemente erzeugt und in den Bildspeicher schreibt, ein Mikrocontroller auf dem Field Programmable Gate Array-Chip ist. Hierdurch erhält man eine One-Chip- oder Ein-Chip-Lösung.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der weitere Speicher, in dem die Rohabbildung des Anzeigeobjekts abgelegt wird, ein Dual-Port-Random Access Memory (Dual-Port-RAM). Ein solcher elektronischer Speicher zeichnet sich dadurch aus, dass von zwei unterschiedlichen Einheiten zeitgleich auf dieselben Speicherbereiche zugegriffen werden kann. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Ansteuereinheit die Daten der Rohabbildung unbeeinflusst von einem möglichen Zugriff der Rechnereinheit, die die Rohabbildung erzeugt, ausführen kann. Insbesondere bei einer Integration einer Fusionierung der in dem Bildspeicher abgelegten Bilddaten mit den transformierten Daten des Anzeigeobjekts während der Transformation ist auf diese Weise sichergestellt, dass keine zeitlichen Verzögerungen bei einem Zugriff auf die Daten der Rohabbildung auftreten können.
Besonders bevorzugt ist das Anzeigeobjekt als Zeiger ausgestaltet.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Transformation eine Ortstransformation. Hierunter wird eine Transformation verstanden, die eine Darstellungsposition und/oder Orientierung des Anzeigeobjekts auf der freiprogrammierbaren Anzeigefläche in Abhängigkeit von dem Mess- oder Vorgabewert verändert. Eine grundsätzliche Erscheinungsform des Anzeigeobjekts ist durch die Rohabbildung festgelegt. Andere Ausführungsformen können jedoch vorsehen, dass alternativ und/oder zusätzlich eine Transformation hinsichtlich einer Darstellungsgröße und/oder Darstellungsform ausgeführt wird. Beispielsweise kann ein Zeigerelement in Abhängigkeit von dem Mess- oder Vorgabewert in seiner Längenausdehnung entlang einer Achse verändert werden. Zusätzlich kann auch eine Ortstransformation ausgeführt werden. So kann beispielsweise eine Darstellungsposition und zusätzlich eine Länge des Anzeigeobjekts in Abhängigkeit von dem Mess- oder Vorgabewert durch die Transformation verändert werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Transformation eine Rotation der Rohabbildung bezüglich eines vorgegebenen Drehpunkts, wobei ein Rotationswinkel funktional durch den Mess- oder Vorgabewert festgelegt ist oder wird. Der funktionale Zusammenhang zwischen dem Mess- oder Vorgabewert und dem Rotationswinkel wird in der Regel linear sein. Andere Ausführungsformen können jedoch vorsehen, dass der funktionale Zusammenhang logorhythmisch, exponentiell, quadratisch, hyperbolisch usw. ausgebildet ist. Entsprechend angepasst wird bevorzugt im Hintergrund bzw. in Form eines statischen grafischen Elements eine Anzeigeskala dargestellt. Diese ist vorzugsweise kreissektorförmig bezüglich des Drehpunkts ausgebildet, um den die Rotation ausgeführt wird. Auf der Skala angegebene Messwerte spiegeln den funktionalen Zusammenhang zwischen dem Mess- oder Vorgabewert und dem Winkel für die Rotation wieder.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Fusionieren mit den Bilddaten während des Transformierens. Hierdurch wird eine Beschleunigung bei der Ansteuerung der Anzeigevorrichtung erreicht. Häufig ist es in Kraftfahrzeugen wünschenswert, mehrere Mess- oder Vorgabewerte zugleich grafisch auf einer gemeinsamen freiprogrammierbaren Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung darzustellen. Daher ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Schnittstelle zum Empfangen mehrerer Mess- oder Vorgabewerte ausgebildet ist, für die jeweils ein eigenes Anzeigeobjekt dargestellt wird, wobei die Ansteuereinheit ausgebildet ist, für jeden der Mess- oder Vorgabewerte eine eigene Transformation auszuführen. Bei einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass für jedes Anzeigeobjekt eine eigene Rohabbildung vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass für jeden Mess- oder Vorgabewert ein unterschiedliches Anzeigeobjekt vorgesehen sein kann. Bei anderen Ausführungsformen ist jedoch vorgesehen, dass die Transformationen alle dieselbe Rohabbildung des mindestens einen Anzeigeobjekts nutzen. Hierdurch kann eine Anzahl der benötigten Zugriffe auf den weiteren Speicher reduziert werden und die Transformation für die mehreren Mess- oder Vorgabewerte parallelisiert, d.h. zeitlich gleichzeitig oder zumindest einander zeitlich überschneidend, ausgeführt werden.
Ein erfindungsgemäßes System zur Darstellung eines oder mehrerer Mess- oder Vorgabewerte umfasst eine erfindungsgemäße Ansteuerung sowie eine Anzeigevorrichtung mit einer freiprogrammierbaren Anzeigefläche.
Die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Darstellung eines Mess- oder Vorgabewerts weisen dieselben Vorteile wie die entsprechenden Merkmale der erfindungsgemäßen Ansteuerung auf.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum grafischen Darstellen eines Mess- oder Vorgabewerts;
2 eine schematische Darstellung eines Systems zum grafischen Darstellen eines Mess- oder Vorgabewerts;
3 eine schematische Darstellung einzelner Komponenten eines Field Programmable Gate Arrays, mit denen eine grafische Darstellung eines Anzeigeobjekts umgesetzt wird;
4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Transformation;
5 eine schematische Darstellung einer Anzeigefläche und einer Aufteilung in unterschiedliche Bereiche zur Darstellung mehrerer Mess- oder Vorgabewerte; und
6 eine schematische Ansicht einer Anzeigefläche.

In 1 ist schematisch ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum grafischen Darstellen eines Mess- oder Vorgabewerts dargestellt. Zunächst wird ein digitales Anzeigesystem bzw. eine Ansteuerung für eine eine freiprogrammierbare Anzeigefläche aufweisende Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs in Betrieb genommen. Dieses ist durch den Verfahrensblock „Start“ 1 angedeutet. Die Ansteuerung umfasst, wie unten näher erläutert wird, ein Field Programmable Gate Array (FPGA), welches eine über Software konfigurierbare logische Schaltung umfasst. Die Konfiguration dieser Hardware 2 erfolgt nach jeder Inbetriebnahme neu. Hierfür wird eine Datei „download.bit“ eingelesen.
In einem anschließenden Verfahrensschritt wird eine Software konfiguriert 3, die bei einer bevorzugten Ausführungsform auf einem Mikrocontroller ausgeführt wird, der in den FPGA-Chip integriert ist. Hierfür wird eine ausführbare Datei „executable.elf‟ eingelesen. Zunächst wird ein Hintergrund unter Verwendung des Mikrocontrollers und der Software erzeugt 4. Hierbei wird auf eine Grafikbibliothek 5 zurückgegriffen und ein Ergebnis der Rechnung in einen so genannten Framebuffer, welches ein Bildspeicher 6 ist, abgelegt. Ferner werden in einem weiteren Verfahrensschritt grafische Symbole erzeugt 7, die ebenfalls in den Bildspeicher 6 integriert werden. Auch hierbei kann auf die Grafikbibliothek 5 zurückgegriffen werden. Das Erzeugen von Symbolen umfasst beispielsweise das Erzeugen von Skalen entlang eines Kreissektors einschließlich ihrer Beschriftungen.
Ebenfalls softwaretechnisch wird eine Rohabbildung eines grafischen Anzeigeobjekts, beispielsweise einer Nadel, erzeugt 8. Hierzu wird ebenfalls auf die Grafikbibliothek 5 zurückgegriffen. Die Rohabbildung des Anzeigeobjekts, beispielsweise der erzeugten Nadel, wird in einem Blockspeicher des FPGA-Chips abgelegt. Bei diesem Speicher handelt es sich vorzugsweise um einen so genannten Dual Port-Random Access Memory, d.h. einen Lese-Schreib-Speicher, auf den zwei unterschiedliche Vorrichtungen zeitgleich lesend auf die Speicherstellen zugreifen können.
Wird der Hintergrund nicht verändert, so ist die softwareseitige Erstellung der grafischen Anzeige abgeschlossen, wie durch den Verfahrensblock „Stopp“ 10 angedeutet ist. Bei anderen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass zur Erzeugung des Hintergrunds, der in dem Bildspeicher 6 (Framebuffer) abgelegt wird, weitere Verfahrensschritte ausgeführt werden. Beispielsweise können die Daten einer Videokamera ausgewertet und entsprechend nachbearbeitet werden, um ein aufgenommenes Bild der Umgebung des Kraftfahrzeugs in den Hintergrund zu integrieren und mit in den Bildspeicher 6 zu schreiben.
Auf der rechten Seite des dargestellten Ablaufdiagramms sind die Verfahrensschritte angedeutet, die zum Fusionieren oder Rendern der endgültigen grafischen Darstellung und Ansteuerung der Anzeigevorrichtung ausgeführt werden. Die Verfahrensschritte starten aus einem Leerlauf 11. Anschließend wird ein Mess- oder Vorgabewert empfangen oder erfasst 12. Hierbei kann jeder beliebige Mess- oder Vorgabewert erfasst werden, der grafisch darstellbar ist. Die Erfassung kann beispielsweise in Form einer Nachricht über ein Bussystem des Kraftfahrzeugs erfolgen. Die eigentliche Erfassung des Mess- oder Vorgabewerts erfolgt in der Regel über einen Sensor und/oder ein Steuergerät, welches beispielsweise Rohmessdaten in den darzustellenden Mess- oder Vorgabewert aufbereiten. Anschließend werden die in dem Bildspeicher abgelegten Daten mit der Rohabbildung des Anzeigeobjekts, beispielsweise der Rohabbildung einer Nadel, fusioniert oder gerendert 13. Hierfür wird abhängig von dem erfassten oder empfangenen Mess- oder Vorgabewert eine grafische Transformation der Rohabbildung des Anzeigeobjekts durchgeführt, um die Bildpunkte zu errechnen, an denen das Anzeigeobjekt relativ zu dem Hintergrund und den darin enthaltenen Symbolen anzuzeigen ist, um den empfangenen oder erfassten Mess- oder Vorgabewert grafisch darzustellen. Die so errechneten Bildpunkte für die grafische Darstellung des Anzeigeobjekts, d.h. die transformierte Abbildung der Rohabbildung des Anzeigeobjekts wird mit den Daten des Bildspeichers 6 fusioniert und entsprechende Steuerbefehle zur Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung 14 erzeugt und ausgegeben. Das Einlesen oder Erfassen des Mess- oder Vorgabewerts 12 sowie das Fusionieren bzw. Rendern der endgültigen Darstellung wird im Takt einer Bildwiederholfrequenz der Anzeige wiederholt. Die auf der Anzeigefläche dargestellten Bilddaten sind somit nicht in einem weiteren Bildspeicher zwischengespeichert, sondern werden jeweils aktuell für die Ansteuerung der Anzeigevorrichtung durch die hardwareausgeführte konfigurierbare Logik des FPGA-Chips errechnet.
In 2 ist schematisch ein Anzeigesystem 21 zum grafischen Darstellen eines Mess- oder Vorgabewerts dargestellt. Das Anzeigesystem 21 umfasst einen Field Programmable Gate Array-Chip 22 sowie eine Anzeigevorrichtung 23, die eine freiprogrammierbare Anzeigefläche umfasst. Beispielsweise ist die Anzeigevorrichtung 23 als LCD-Display ausgebildet. Dem Fachmann ist grundsätzlich der Aufbau, eine Konfiguration, Inbetriebnahme und Programmierung eines Field Programmable Gate Array-Chips bekannt. Daher wird dieser nicht in genauen Einzelheiten beschrieben. Neben einem Bus (On Chip Peripheral Bus-OPB) 24, einer Schnittstelle 25, einem Taktgeber 26 und einem Interuptcontroller 27, die stellvertretend für weitere Funktionseinheiten aufgeführt sind, die zum Betreiben des Field Programmable Gate Array-Chips 22 notwendig sind, umfasst dieser einen Mikrocontroller 28, einen Speicher 29, einen weiteren Speicher 30, der als Dual Port Block-RAM ausgebildet ist, programmierbare Logik 31 und eine Bildaufbereitungseinheit 32. Mit dem Field Programmable Gate Array-Chip 22 sind ferner eine Kameraeinheit 33 und ein externer Speicher 34 gekoppelt.
Nach der oben bereits erwähnten Konfiguration der programmierbaren Logik 31 als Transformations- und Ansteuereinheit für die als LCD-Display ausgebildete Anzeigevorrichtung 23 und einer Konfiguration der auf dem Mikrocontroller 28 ausgeführten Software werden die Bilddaten für den Hintergrund in dem Speicher 29 abgelegt. Hier können ebenfalls von der Bildaufbereitungseinheit 32 bereitgestellte Videodaten, die mit der Kameraeinheit erfasst sind, in den Hintergrund eingefügt und in dem Speicher 29 abgelegt werden. Die zur Erzeugung des Hintergrunds und hierin integrierter Symbole benötigten Informationen können beispielsweise aus dem externen Speicher 34, in dem eine Grafikbibliothek abgelegt ist, eingeladen werden. Alternativ können diese Daten bei der Konfiguration der Software in den Speicher 29 geladen werden. Durch die auf dem Mikrocontroller ausgeführte Software 28 wird ferner eine Rohabbildung eines Anzeigeobjekts, beispielsweise einer Nadel oder eines Zeigers, in den weiteren Speicher 30 geschrieben.
Die über konfigurierte programmierbare Logik ausgebildete Ansteuereinheit 31 führt anschließend eine Transformation der Rohabbildung des Anzeigeobjekts entsprechend des empfangenen Messwerts, der beispielsweise in Form einer Nachricht über die Schnittstelle 25 empfangen wird, aus und fusioniert die erhaltenen, zur Darstellung vorgesehenen Grafikdaten des Anzeigeobjekts mit denen des Hintergrunds, die aus dem Speicher 29 eingelesen werden. Hierbei werden die Steuersignale erzeugt, mit denen die Anzeigevorrichtung 23, die hier als LCD-Display ausgebildet ist, angesteuert wird.
In 3 sind einzelne Komponenten des Field Programmable Gate Array-Chips noch einmal detaillierter Dargestellt. Der Mikrocontroller 28 erzeugt eine Rohabbildung 41, welche in dem weiteren Speicher 30, welches ein Dual Port Bock-RAM ist, abgelegt wird. Eine mittels der programmierbaren Logik ausgeführte Ansteuereinheit 31 erzeugt die notwendigen Signale 43-45, die zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung verwendet werden. Zusätzlich zu den Rohabbildungsdaten, die aus dem weiteren Speicher 30 von der Ansteuereinheit 31 eingelesen werden, werden Bildsignale 46-48 empfangen und verarbeitet. Diese werden aus dem Bildspeicher eingelesen. Die Rohabbildung 41 wird von der Ansteuereinheit 31 transformiert und mit den aus dem Bildspeicher empfangenen Daten fusioniert und hieraus die notwendigen Signale 43-45 zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung erzeugt.
In 4 ist schematisch die vorgenommene Transformation des als Nadel ausgebildeten Anzeigeobjekts dargestellt. Die aus dem Blockspeicher 30 eingelesene Rohabbildung wird in der Ansteuereinheit 31 transformiert, um bezüglich eines Mittelpunkts 51 rotierend auf der Anzeigefläche 52 nach der Transformation dargestellt zu werden. Ein möglicher Transformationsalgorithmus ist als verallgemeinerter Programmcode in dem Block 53 wiedergegeben. Die Transformation ist dabei so ausgestaltet, dass eine Fusion mit den Hintergrunddaten während der Transformation mit ausgeführt wird. Obwohl der Algorithmus hier als Programmcode dargestellt ist, findet die Transformation mittels einer Hardwareschaltung und nicht programmgesteuert, d.h. nicht softwaretechnisch, statt.
In 5 ist eine schematische Darstellung einer Anzeigefläche 52 einer Anzeigevorrichtung gezeigt, die vier Abschnitte umfasst, in denen vier verschiedene Mess- oder Vorgabewerte grafisch zur Anzeige gebracht werden können. Hierbei wird beispielsweise die Rohabbildung eines Anzeigeobjekts 41 viermal entsprechend der vier Mess- oder Vorgabewerte transformiert, um in den entsprechenden Bereichen 61-64 der Anzeigefläche 52 dargestellt zu werden.
Eine sich ergebende Ansicht ist in 6 dargestellt. Vier kreisförmig ausgebildete Skalen 71-74 sind in dem Hintergrund 75 dargestellt. In einem mittleren Bereich 76 ist ein von einer Kameraeinheit aufgenommenes Videobild dargestellt. Im linken unteren Bereich 77 ist eine Uhrzeit dargestellt und im rechten unteren Bereich 78 eine zurückgelegte Entfernung angegeben. Zusätzlich sind zwei Pfeile 79, 80 gezeigt, die ein Aktivieren eines Fahrtrichtungsanzeigers durch eine blinkende Darstellung des jeweiligen Pfeils 79, 80 anzeigen. Die für die grafische Darstellung der bisher erwähnten Bestandteile notwendigen Daten sind im Bildspeicher abgelegt. Beim Ansteuern der Anzeigevorrichtung werden nun die einzelnen Anzeigeobjekte, die als Nadeln 83-86 ausgebildet sind, mit den Hintergrunddaten fusioniert und diesen dabei „überlagert“. Hierzu werden bei der dargestellten Ausführungsform vier Transformationen derselben Rohabbildung entsprechend der vier dargestellten Mess- oder Vorgabewerte ausgeführt, so dass die Nadeln 83-86 vor der jeweiligen kreisförmig ausgebildeten Skala den entsprechenden Messwert oder Vorgabewert anzeigen.
Es ergibt sich für den Fachmann, dass eine Ausgestaltung der Anzeige auf vielfältige Art und Weise möglich ist. Bei den dargestellten Ausführungsformen wird davon ausgegangen, dass die ausgeführte Transformation jeweils eine Rotation um einen vorgegebenen Mittelpunkt umfasst. Bei anderen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Transformation eine lineare Verschiebung ist. Der funktionale Zusammenhang muss nicht notwendigerweise linear sein, sondern kann auch logarithmisch, exponentiell usw. sein. Ebenso ist es möglich, dass die Transformation auch eine Größenänderung der Rohabbildung des Anzeigeobjekts bewirkt. Dieses kann zusätzlich zu einer Ortstransformation, wie einer Rotation, einer Verschiebung usw., ausgeführt sein. Für den Fachmann ergibt es sich ferner, dass die konkrete Ausgestaltung der Anordnung unterschiedlicher grafischer Anzeigen von Mess- oder Vorgabewerten verschieden ausgestaltet werden kann. Eine Anzahl der auf diese Art und Weise angezeigte Vorgabe- oder Messwerte ist lediglich durch eine Rechenleistung der programmierbaren Logik des Field Programmable Gate Arrays oder einer anderen geeigneten Hardware begrenzt. Ebenso ist es selbstverständlich möglich, dass für die unterschiedlichen Anzeigeobjekte von unterschiedlichen Mess- oder Vorgabewerten unterschiedliche Transformationen ausgeführt werden können. Beispielsweise kann für einen Mess- oder Vorgabewert eine Rotation der Rohabbildung des Anzeigeobjekts vorgesehen sein, während für das Anzeigeobjekt eines zweiten Mess- oder Vorgabewerts eine lineare Verschiebung der Rohabbildung auf der Anzeigefläche als Transformation vorgesehen ist.
Bezugszeichenliste

1: Verfahrensblock „Start“
2: Konfigurieren der Hardware
3: Konfigurieren der Software
4: Erzeugen des Hintergrunds
5: Grafikbibliothek
6: Bildspeicher
7: Erzeugen von Symbolen
8: Erzeugen eines Anzeigeobjekts
9: Blockspeicher
10: Stopp
11: Leerlauf
12: Einlesen eines Mess- oder Vorgabewerts
13: Ansteuern (Fusionieren/Rendern)
14: Anzeigevorrichtung
21: Anzeigesystem
22: Field Programmable Gate Array-Chip
23: Anzeigevorrichtung
24: Bus (On-Chip Peripheral Bus)
25: Schnittstelle
26: Taktgeber
27: Interuptcontroller
28: Mikrocontroller
29: Speicher
30: weiterer Speicher
31: Ansteuereinheit (programmierbare Logik)
32: Bildaufbereitungseinheit
33: Kameraeinheit
34: externer Speicher
41: Rohabbildung
43-45: Signale zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung
46-48: Bildsignale
50: Anzeigefläche
51: Mittelpunkt
52: Anzeigefläche
53: Block
61-64: Bereiche
71-74: Skalen
75: Hintergrund
76: mittlerer Bereich
77: linker unterer Bereich
78: rechter unterer Bereich
79, 80: Pfeile
83-86: Nadeln

Claims

Ansteuerung für eine eine freiprogrammierbare Anzeigefläche (52) aufweisende Anzeigevorrichtung (23) in einem Kraftfahrzeug, auf der mindestens ein sich zeitlich verändernder Mess- oder Vorgabewert mittels eines in seiner Darstellung entsprechend veränderten Anzeigeobjekts darstellbar ist umfassend: eine Schnittstelle (25) zum Empfangen des Mess- oder Vorgabewertes, eine Bilderzeugungs- und Steuereinheit zum Erzeugen der Steuersignale (43-45) für die die freiprogrammierbare Anzeigefläche (52) aufweisende Anzeigevorrichtung (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungs- und Steuereinheit eine programmgestützte Recheneinheit, die die Bilddaten eines Hintergrunds (75) und/oder statischer Elemente erzeugt und/oder empfängt, diese in einen Bildspeicher schreibt sowie eine Rohabbildung (41) des Anzeigeobjekts erzeugt und in einen weiteren Speicher (30) schreibt, und eine in Hardware ausgeführte Ansteuereinheit (31) umfasst, die anhand des mindestens einen Mess- oder Vorgabewertes die Rohabbildung (41) nicht programmgesteuert transformiert und mit den Bilddaten des Bildspeichers fusioniert sowie die Anzeigevorrichtung (23) entsprechend der fusionierten Bilddaten ansteuert.
Ansteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Hardwareausgeführte Ansteuereinheit (31) mittels eines FPGA ausgeführt ist.
Ansteuerung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die programmgestützte Recheneinheit ein Mikrocontroller (28) auf einem FPGA-Chip ist.
Ansteuerung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Speicher (30) ein Dual-Port-RAM ist.
Ansteuerung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeobjekt ein Zeiger ist und die Transformation eine Ortstransformation ist.
Ansteuerung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformation eine Rotation der Rohabbildung (41) bezüglich eines Vorgegebenen Drehpunktes umfasst, wobei ein Rotationswinkel funktional durch den Mess- oder Vorgabewert festgelegt ist.
Ansteuerung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fusionieren während des Transformierens erfolgt.
Ansteuerung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (25) zum Empfangen mehrerer Mess- oder Vorgabewerte ausgebildet ist, für die jeweils ein eigenes Anzeigeobjekt dargestellt wird, wobei die Ansteuereinheit (31) ausgebildet ist, für jeden der Mess- oder Vorgabewerte ein eigene Transformation auszuführen.
Ansteuerung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationen alle dieselbe Rohabbildung (41) des mindestens einen Anzeigeobjekt nutzen.
Verfahren zum grafischen Darstellen mindestens eines Mess- oder Vorgabewerts mittels mindestens eines sich zeitlich in seiner Darstellung verändernden Anzeigeobjekts auf einer freiprogrammierbaren Anzeigefläche (52) einer Anzeigevorrichtung (23) eines Kraftfahrzeugs, bei dem der mindestens eine Mess- oder Vorgabewert empfangen oder erfasst wird, Bilddaten für die Darstellung und Steuerdaten für die Darstellung des Anzeigeobjekts auf der Anzeigevorrichtung (23) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilddaten eines Hintergrunds (75) und/oder statischer Elemente softwaretechnisch erzeugt und/oder empfangen werden, diese in einen Bildspeicher geschrieben werden sowie eine Rohabbildung (41) des Anzeigeobjekts erzeugt und in einen weiteren Speicher (30) geschrieben wird und die Rohabbildung (41) aus dem weiteren Speicher (30) ausgelesen und mittels einer in Hardware ausgeführte Ansteuereinheit (31) und nicht programmgesteuert abhängig von dem mindestens einen Mess- oder Vorgabewert grafisch transformiert und mit den Bilddaten des Bildspeichers fusioniert wird sowie die Anzeigevorrichtung (23) entsprechend mit den fusionierten Bilddaten angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Transformieren und Fusionieren und Ansteuern mittels eines FPGA ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der Bilddaten des Hintergrunds (75) und/oder der statischen Elemente softwaretechnisch mittels eines programmgestützten Mikrocontrollers (28) auf einem FPGA-Chip ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeobjekt ein Zeiger ist und die Transformation eine Ortstransformation ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als die Transformation eine Rotation der Rohabbildung (41) bezüglich eines vorgegebenen Drehpunktes berechnet wird, wobei ein Rotationswinkel funktional durch den Mess- oder Vorgabewert festgelegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fusionieren während des Transformierens erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrerer Mess- oder Vorgabewerte empfangen und/oder erfasst werden und für jeden der Mess- oder Vorgabewerte ein eigene Transformation der Rohabbildung (41) oder einer weiteren Rohabbildung eines Anzeigobjekts ausgeführt wird und mit den Bilddaten des Bildspeichers fusioniert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationen alle dieselbe Rohabbildung (41) des mindestens einen Anzeigeobjekts transformieren.
Digitales Anzeigesystem zum grafischen Darstellen mindestens eines sich zeitlich verändernden Mess- oder Vorgabewertes mittels eines in seiner Darstellung entsprechend veränderten Anzeigeobjekts umfassend: eine eine freiprogrammierbare Anzeigefläche (52) aufweisende Anzeigevorrichtung (23) sowie eine Ansteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.