DE102018211702A1

DE102018211702A1 - Control unit for a driver assistance system of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018211702A1
Application number: DE102018211702.0A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schieber; Jürgen Isenberg
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2019-07-25

Abstract

Die Erfindung nennt eine Steuereinheit (16) für ein Fahrassistenzsystem (22) eines Kraftfahr-zeugs (1), umfassend eine erste Anzahl an Rechnereinheiten (56, 58), eine zweite Anzahl an externen Anschlüssen (14, 20, 34), wobei jeder der externen Anschlüsse (14, 20, 34) zur Verbindung wenigstens eines Sensors (2, 4, 30) des Fahrassistenzsystems mit der Steuereinheit (16) eingerichtet ist, und einen PCIe-Switch (40), welcher wenigstens die erste Anzahl an ersten Verbindungspunkten (42a-d) und wenigstens die zweite Anzahl an zweiten Verbindungspunkten (44a-d) aufweist, wobei von jeder Rechnereinheit (56, 58) wenigstens eine Verbindung (52, 54) zu einem ersten Verbindungspunkt (42a-d) des PCIe-Switch (40) führt, wobei von jedem externen Anschluss (14, 20, 34) wenigstens eine Verbindung (46, 48, 50) zu einem zweiten Verbindungspunkt (44a-d) des PCIe-Switch (40) führt.

The invention calls a control unit (16) for a driver assistance system (22) of a motor vehicle (1), comprising a first number of computer units (56, 58), a second number of external terminals (14, 20, 34), each the external connections (14, 20, 34) for connecting at least one sensor (2, 4, 30) of the driving assistance system to the control unit (16), and a PCIe switch (40) having at least the first number of first connection points (42a-d) and at least the second number of second connection points (44a-d), each of the computer units (56, 58) having at least one connection (52, 54) to a first connection point (42a-d) of the PCIe switch (40), wherein from each external port (14, 20, 34) at least one connection (46, 48, 50) leads to a second connection point (44a-d) of the PCIe switch (40).

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Anzahl an Rechnereinheiten, eine zweite Anzahl an externen Anschlüssen, wobei jeder der externen Anschlüsse zur Verbindung wenigstens eines Sensors des Fahrassistenzsystems mit der Steuereinheit eingerichtet ist, und eine Systemplatine.The invention relates to a control unit for a driving assistance system of a motor vehicle, comprising a first number of computer units, a second number of external terminals, each of the external terminals for connecting at least one sensor of the driving assistance system is set up with the control unit, and a system board.

In Kraftfahrzeugen werden Fahrassistenzsysteme eingesetzt, um einerseits die Sicherheit für die Insassen des Kraftfahrzeugs zu erhöhen, und um andererseits das Fahren eines Kraftfahrzeugs für den Fahrer einfacher und komfortabler zu gestalten.In motor vehicles driver assistance systems are used to increase the one hand, the safety of the occupants of the motor vehicle, and on the other hand to make driving a motor vehicle for the driver easier and more comfortable.

Zunehmend erfassen dabei Fahrassistenzsysteme mittels optischer Sensoren auch die Umgebung des Kraftfahrzeuges zum Ansteuern einzelner Funktionen, wie z.B. eine Erfassung von Fahrbahnmarkierungen für einen Spurhalteassistenten oder aber die Erfassung von Verkehrsschildern und - signalen für etwaige Warnfunktionen, welche dem Fahrer zum Beispiel über ein entsprechendes Display der Mittelkonsole darzustellen sind. Durch die besagte optische Erfassung steigen die Anforderungen an eine Bandbreite zur Übertragung der Sensorsignale an die Prozessoreinheiten des Fahrassistenzsystems. Infolge der hohen Komplexität der Auswertung einer konkreten Fahrsituation, wie sie aus den Sensorbildern hervorgeht, steigt zudem auch die Anforderung an die Rechenleistung der verwendeten Prozessoren.In the process, driver assistance systems by means of optical sensors increasingly also record the surroundings of the motor vehicle for driving individual functions, such as e.g. a detection of lane markings for a lane departure warning system or the detection of traffic signs and signals for any warning functions which are to be displayed to the driver, for example via a corresponding display of the center console. The said optical detection increases the demands on a bandwidth for transmitting the sensor signals to the processor units of the driver assistance system. Due to the high complexity of the evaluation of a concrete driving situation, as it emerges from the sensor images, also increases the demand on the computing power of the processors used.

Die Übertragung der von einem Sensor erzeugten Daten zu einer zentralen Steuereinheit eines Fahrassistenzsystems (FAS) nutzt üblicherweise herstellerspezifische Schnittstellen, welche oftmals über verschiedene Modell-Generationen hinweg zueinander nicht zwingend kompatibel sind. In der zentralen Steuereinheit finden für die genannten hohen Anforderungen an die Rechenleistung spezielle System-Chips mit hochleistungsfähigen Rechnerkernen Verwendung, welche ihrerseits eine direkte Anbindung an die Übertragungsschnittstellen aufweisen, wobei hier ebenfalls unterschiedliche Modell-Varianten Verwendung finden können, und auch hier die bereits erwähnten Kompatibilitätsprobleme auftreten können. Hierdurch entstehen zwischen den Sensoren, der Rohdatenverarbeitung, der berechneten Funktionen und der resultierenden Aktionen statische Wirkketten, wobei eine ungewünschte Bindung an eine bestimmte Hardware-Konfiguration entstehen kann.The transmission of the data generated by a sensor to a central control unit of a driving assistance system (FAS) usually uses manufacturer-specific interfaces, which are often not necessarily compatible with one another over different model generations. In the central control unit, special system chips with high-performance computer cores, which in turn have a direct connection to the transmission interfaces, can be used for the stated high demands on the computing power. Here, too, different model variants can be used, and here too the compatibility problems already mentioned may occur. This results in static chains of action between the sensors, the raw data processing, the calculated functions and the resulting actions, whereby an unwanted binding to a specific hardware configuration can arise.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für ein Fahrassistenzsystem eine Möglichkeit zu schaffen, verschiedene Sensoren in möglichst einfacher Weise entsprechenden Rechnereinheiten zuweisen zu können, wobei einerseits eine hohe Kompatibilität zwischen verschiedenen Generationen von verwendeten Komponenten gewünscht ist, und andererseits eine möglichst geringe Bindung an die Produkte eines konkreten Herstellers entstehen soll.The invention is therefore based on the object to provide for a driver assistance system a way to assign different sensors in the simplest possible way corresponding computer units, on the one hand a high compatibility between different generations of components used is desired, and on the other hand the lowest possible binding to the Products of a specific manufacturer.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuereinheit für ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Anzahl an Rechnereinheiten, eine zweite Anzahl an externen Anschlüssen, wobei jeder der externen Anschlüsse zur Verbindung wenigstens eines Sensors des Fahrassistenzsystems mit der Steuereinheit eingerichtet ist, und einen PCIe-Switch, welcher wenigstens eine erste Anzahl an ersten Verbindungspunkten und wenigstens die zweite Anzahl an zweite Verbindungspunkten aufweist, wobei von jeder Rechnereinheit wenigstens eine Verbindung zu einem ersten Verbindungspunkt des PCIe-Switch führt, wobei von jedem externen Anschluss wenigstens eine Verbindung zu einem zweiten Verbindungspunkt des PCIe-Switch führt. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.The object mentioned is achieved by a control unit for a driver assistance system of a motor vehicle, comprising a first number of computer units, a second number of external terminals, each of the external connections for connecting at least one sensor of the driving assistance system is set up with the control unit, and a PCIe Switch having at least a first number of first connection points and at least the second number of second connection points, each of at least one connection leading to a first connection point of the PCIe switch, each external connection having at least one connection to a second connection point of the PCIe switch. Advantageous and partly inventive in themselves embodiments and developments are the subject of the dependent claims and the following description.

Unter einem Fahrassistenzsystem ist hierbei insbesondere jede Form eines vernetzten Systems umfasst, in welchem Fahrparameter des Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel eine Geschwindigkeit, welcher an einem Rad instantan vorliegt, und/oder Steuerparameter des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel eine an einem Bremspedal ausgeübte Kraft oder ein Lenkwinkel und/oder Informationen hinsichtlich der unmittelbaren Umgebung des Kraftfahrzeugs durch entsprechend eingerichtete Sensoren erfasst werden, und in welchem infolge einer Auswertung der Sensordaten dem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein Hinweis übermittelt wird, beispielsweise über ein entsprechendes Display der Mittelkonsole, und/oder das reale Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs automatisch an ein als ideal beachtetes Fahrverhalten für das Kraftfahrzeug herangeführt wird. Insbesondere umfasst das Fahrassistenzsystem eine Anzahl an Sensoren, wobei wenigstens einer der Sensoren bevorzugt als ein optischer Sensor zur Abbildung wenigstens eines Teilbereiches der Umgebung des Kraftfahrzeuges vorgesehen und eingerichtet ist.A driver assistance system here includes in particular any form of a networked system in which driving parameters of the motor vehicle, such as a speed present instantaneously on a wheel, and / or control parameters of the motor vehicle, for example a force exerted on a brake pedal or a steering angle and / or information relating to the immediate environment of the motor vehicle is detected by appropriately equipped sensors, and in which as a result of an evaluation of the sensor data to the driver of the motor vehicle an indication is transmitted, for example via a corresponding display of the center console, and / or the real driving behavior of the motor vehicle is automatically brought to a considered as ideal driving behavior for the motor vehicle. In particular, the driver assistance system comprises a number of sensors, wherein at least one of the sensors is preferably provided and set up as an optical sensor for imaging at least a partial area of the surroundings of the motor vehicle.

Insbesondere weist die oder jede Rechnereinheit eine oder mehrere Prozessoren oder Prozessorkerne auf, welche zur Durchführung von Rechenoperationen eingerichtet sind. Bevorzugt weist die oder jede Rechnereinheit auch eine Speicherbereich auf, auf welchem insbesondere Zwischenergebnisse der Rechenoperationen zwischengespeichert werden können, und/oder Sensorrohdaten vor einer Verarbeitung durch den Prozessor oder die Prozessoren der Rechnereinheit gepuffert werden können. Insbesondere weist die oder jede Rechnereinheit einen System-Chip auf, auf welchem jeder Prozessor der Rechnereinheit sowie die den jeweiligen Prozessor unterstützende Elektronik angeordnet und entsprechend kontaktiert sind. Der Speicherbereich, welcher der Rechnereinheit zugewiesen ist, kann hierbei einerseits auf demselben System-Chip angeordnet und entsprechend kontaktiert sein wie der Prozessor oder die Prozessoren der Rechnereinheit. Andererseits kann der Speicherbereich auch auf einem physikalisch vom System-Chip des Prozessors getrennten Chipsatz o.ä. angeordnet sein, und über geeignete Verbindungen mit dem Prozessor und/oder dem System-Chip des Prozessors verbunden sein. Insbesondere hat ein Prozessor oder Prozessorkern einer Rechnereinheit keinen Zugriff auf den Speicherbereich einer anderen Rechnereinheit, und insbesondere erfolgt eine Kommunikation zwischen Prozessoren oder Prozessorkernen zweier verschiedener Rechnereinheiten der Steuereinheit ausschließlich über den PCIe-Switch.In particular, the or each computer unit has one or more processors or processor cores which are set up to perform arithmetic operations. Preferably, the or each computer unit also has a memory area on which in particular intermediate results of the arithmetic operations can be temporarily stored, and / or sensor raw data can be buffered prior to processing by the processor or the processors of the computer unit. In particular, the or each computer unit has one System chip, on which each processor of the computer unit and the respective processor supporting electronics are arranged and contacted accordingly. The memory area, which is assigned to the computer unit, can hereby be arranged on the one hand on the same system chip and contacted accordingly as the processor or the processors of the computer unit. On the other hand, the memory area may also be located on a chipset physically separate from the system chip of the processor. be arranged, and be connected via suitable connections to the processor and / or the system chip of the processor. In particular, a processor or processor core of one computer unit does not have access to the memory area of another computer unit, and in particular communication between processors or processor cores of two different computer units of the control unit takes place exclusively via the PCIe switch.

Unter einer Verbindung wenigstens eines Sensors des Fahrassistenzsystems mit der Steuereinheit über einen der externen Anschlüsse ist hierbei insbesondere eine Verbindung umfasst, welche zur Übertragung der vom Sensor erhobenen Daten an die Steuereinheit geeignet ist. Der PCIe-Switch ist insbesondere auf einer Systemplatine angeordnet, wobei auf der Systemplatine insbesondere auch der oder die externen Anschlüsse der Steuereinheit und/oder die Verbindung eines jeden externen Anschlusses zum entsprechenden zweiten Verbindungspunkt des PCIe-Switch angeordnet sein können. Unter einer derartigen Systemplatine ist hierbei über die übliche Verwendung des Begriffs hinaus generell jedes physikalische Substrat umfasst, welches in der Art und Ausgestaltung dazu eingerichtet ist, die genannten Komponenten und ggf. ihre Verbindungen zueinander zu tragen, also insbesondere auch eine Backplane oder ein Motherboard nach deren üblichen Definitionen.A connection of at least one sensor of the driver assistance system with the control unit via one of the external connections in this case comprises in particular a connection which is suitable for transmitting the data collected by the sensor to the control unit. In particular, the PCIe switch is arranged on a system board, wherein in particular also the external connection (s) of the control unit and / or the connection of each external connection to the corresponding second connection point of the PCIe switch can be arranged on the system board. Under such a system board, in addition to the usual use of the term, this generally encompasses any physical substrate which, in its type and configuration, is adapted to carry the named components and possibly their connections to one another, ie in particular also a backplane or a motherboard their usual definitions.

Unter einer Verbindung von einer Rechnereinheit zu einem ersten Verbindungspunkt bzw. von einem externen Anschluss zum betreffenden zweiten Verbindungspunkt ist hierbei bevorzugt eine Datenverbindung derart zu verstehen, dass die Verbindung für eine Übertragung der im Betrieb des Fahrassistenzsystems zu übertragenen Daten in hinreichender Bandbreite ausgelegt und eingerichtet ist.A connection from a computer unit to a first connection point or from an external connection to the respective second connection point preferably means a data connection in such a way that the connection is designed and set up for transmission of the data to be transmitted during operation of the driving assistance system in a sufficient bandwidth ,

Bei der Planung und Konstruktion von Fahrassistenzsystem ist es vorteilhaft, die am Markt verfügbaren Rechnereinheiten hinsichtlich der Anzahl an Schnittstellen und verfügbaren Prozessorkernen zu bewerten und entsprechend eine Auswahl zu treffen. Infolge der verschiedenen Standards zur Anbindung von Sensoren an ein FAS, welche wiederum ihre eigenen Probleme hinsichtlich der Kompatibilität aufwerfen, stellt ein FAS oftmals nur ein lokales Optimum dar, welches entsprechend nur einem Teil der Anforderungen optimal gerecht wird. So ist ein FAS gegebenenfalls zum Erreichen der gewünschten Rechenleistung überdimensioniert und/oder nicht kosteneffizient, oder aber eine Aufnahme neuer Funktionen ist infolge eines erheblichen Mehraufwandes nicht gewährleistet, da insbesondere Sensoren und Rechnereinheiten bzw. -kerne nicht beliebig kombinierbar sind. Hierbei können inkompatible Varianten entstehen, wodurch ggf. Funktionserweiterungen, welche angesichts von Weiterentwicklungen im Bereich der Sensoren oder der Programmfunktionalität möglich und wünschenswert wären, nicht umgesetzt werden können.When planning and designing a driver assistance system, it is advantageous to evaluate the computer units available on the market with regard to the number of interfaces and available processor cores and to make a corresponding selection. As a result of the different standards for connecting sensors to a FAS, which in turn pose their own problems with regard to compatibility, a FAS often represents only a local optimum, which correspondingly only optimally meets a part of the requirements. Thus, a FAS may be over-dimensioned to achieve the desired computing power and / or not cost-effective, or a new features is not guaranteed due to a significant overhead, especially since sensors and computer units or cores are not combinable. In this case, incompatible variants can arise, as a result of which functional extensions, which would be possible and desirable in view of further developments in the area of sensors or program functionality, can not be implemented.

Insbesondere zur Darstellung hochautomatisierter Funktion wird in einer Steuereinheit eines FAS oftmals ein Abbild aller Sensorinformationen in einem entsprechenden Speicher hinterlegt, sodass Algorithmen z.B. zur Erkennung von Objekten, Hindernissen und Straßenverläufen auf die hinterlegten Bilddaten zugreifen, welche von den Sensoren erzeugt wurden. Hierdurch steigen einerseits die Anforderungen an die Bandbreite für eine Übertragung der Sensorrohdaten, weswegen am weitesten entwickelte Protokollstandards zur Übertragung der Sensorrohdaten zunehmend erforderlich werden. Existierende, paketbasierte Übertragungsstandards, wie zum Beispiel Ethernet sind dabei für kontinuierliche Datenquellen wie Sensoren nur bedingt geeignet.In particular for the representation of highly automated functions, an image of all sensor information is often stored in a corresponding memory in a control unit of a FAS, so that algorithms can be used e.g. To access objects, obstacles and road profiles, access the stored image data generated by the sensors. As a result, on the one hand, the bandwidth requirements for transmission of the raw sensor data increase, which is why the most advanced protocol standards for transmitting the sensor raw data are increasingly required. Existing, packet-based transmission standards, such as Ethernet, are only of limited suitability for continuous data sources such as sensors.

In der erfindungsgemäßen Steuereinheit werden die genannten Probleme dadurch gelöst, dass die Sensoren mit den Rechner einhalten über eine PCIe-Switch miteinander kommunizieren. Der oder die Sensoren des FAS werden hierbei jeweils an einem externen Anschluss angeschlossen. Eine Rechnereinheit kann hierbei als PCIe-root-complex oder auch als endpoint, welche einem PCIe-root-complex untergeordnet ist, implementiert werden. Die Verbindung von jeder Rechnereinheit zum betreffenden ersten Verbindungspunkt des PCIe-Switch kann dabei insbesondere direkt auf der Systemplatine erfolgen. Insbesondere kann hierbei auf der Systemplatine eine Anzahl an Schnittstellen vorgesehen sein, welche jeweils mit einem ersten Verbindungspunkt verbunden sind, sodass zusätzliche Rechnereinheiten im Rahmen einer Ausweitung der Funktionen des FAS einfach über die Schnittstellen in die Steuereinheit einzubinden sind.In the control unit according to the invention, the problems mentioned are solved by the fact that the sensors comply with the computer communicate with each other via a PCIe switch. The sensor (s) of the FAS are each connected to an external connection. A computer unit can hereby be implemented as a PCIe-root-complex or also as an endpoint, which is subordinate to a PCIe-root-complex. The connection from each computer unit to the relevant first connection point of the PCIe switch can take place in particular directly on the system board. In particular, a number of interfaces can be provided on the system board, which are each connected to a first connection point, so that additional computer units are easily integrated into the control unit via the interfaces as part of an expansion of the functions of the FAS.

Der Einsatz von PCIe-Switch-Bausteinen wie den genannten Schnittstellen erlaubt es somit zusätzlich, die Steuereinheit hinsichtlich zusätzlicher Funktionen und insbesondere hinsichtlich zusätzlicher Sensoren in einfacher Weise zu skalieren. Im Unterschied zu einem paketorientierten Übertragungsprotokoll ist für eine Übertragung der Sensordaten in die zugehörige Rechnereinheit keinerlei Umwandlung in ein spezielles Übertragungsformat notwendig, welches die Rechnereinheit selbst durchzuführen hätte.The use of PCIe switch components such as the mentioned interfaces thus additionally makes it possible to scale the control unit with regard to additional functions and in particular with regard to additional sensors in a simple manner. In contrast to a packet-oriented transmission protocol, transmission of the sensor data into the associated computer unit does not involve any conversion into a specific transmission format necessary, which would have to perform the computer unit itself.

Die zur Übertragung von Sensordaten verfügbare Datenrate ist durch eine Erhöhung der Anzahl von PCIe-Lanes skalierbar, wobei eine Skalierung dieser Anzahl keine Auswirkungen auf die prinzipiellen Programmabläufe hat. Eine Zuordnung eines an einem externen Anschluss angeschlossenen Sensors zu einer entsprechenden Rechnereinheit ist durch den PCIe-Switch konfigurierbar, wobei die Anzahl der möglichen Sensoren und/oder Recheneinheiten nur vom verwendeten PCIe-Switch selbst abhängt. Die PCIe-Elemente wie -Switches und PCIe-fähige Schnittstellen sowie ihre Funktionalitäten sind hierbei im PCIe-Standard spezifiziert, z.B. gemäß der „PCI Express Base Specification, Rev. 4.0 Version 1.0“. Infolge der hohen Abwärtskompatibilität des PCIe-Standards können dabei auch Sensoren und/oder Rechnereinheiten verwendet werden, welche am Markt weniger geläufig sind, und insbesondere können diese frei kombiniert werden, ohne dass hierbei Wirkketten über die Schnittstellen hinweg entstehen. Die Softwarearchitektur wird dabei durch die Betrachtung der Sensoren als Peripherie vereinfacht. Durch die Verwendung des PCIe-Switch werden hierbei in der Steuereinheit überdies Komponenten und Konzepte nutzbar, wie sie sonst im Consumer- und im Server-Bereich erfolgreich Anwendung finden.The data rate available for transmitting sensor data is scalable by increasing the number of PCIe lanes, and scaling this number will not affect the basic program operations. An assignment of a sensor connected to an external connection to a corresponding computer unit can be configured by the PCIe switch, wherein the number of possible sensors and / or computing units only depends on the PCIe switch itself used. The PCIe elements such as switches and PCIe-capable interfaces as well as their functionalities are specified in the PCIe standard, eg according to the "PCI Express Base Specification, Rev. 4.0 Version 1 .0 ". As a result of the high backwards compatibility of the PCIe standard, it is also possible to use sensors and / or computer units which are less well known on the market, and in particular, these can be freely combined without chains of action occurring across the interfaces. The software architecture is simplified by viewing the sensors as peripherals. By using the PCIe switch, components and concepts that are otherwise used successfully in the consumer and server sectors can be used in the control unit.

Bevorzugt weist wenigstens eine Rechnereinheit einen Speicherbereich auf, wobei der PCIe-Switch dazu eingerichtet ist, einen an einem externen Anschluss verbundenen Sensor als ein virtuelles Gerät in den Speicherbereich der besagten Rechnereinheit abzubilden. Insbesondere erfolgt eine derartige Abbildung ohne eine Adressierung durch einen Prozessor der beteiligten Rechnereinheit, bevorzugt im Rahmen einer „Direct-Memory-Access“-Funktion (DMA). Unter einer Abbildung eines Sensors in einen Speicherbereich als ein virtuelles Gerät ist hierbei insbesondere eine Abbildung, bevorzugt Spiegelung sämtlicher Sensordaten umfasst. Durch die besagte Abbildung liegt der Rechnereinheit die vollständige von einem Sensor erhobene Information zur Auswertung vor, wobei bevorzugt die maximale Prozessorleistung der Rechnereinheit für die Auswertung verwendet werden kann, da keine Prozessorleistung für eine Adressierung des Speicherbereiches der Rechnereinheit reserviert wird.Preferably, at least one computer unit has a memory area, wherein the PCIe switch is set up to map a sensor connected to an external terminal as a virtual device into the memory area of said computer unit. In particular, such a mapping takes place without addressing by a processor of the participating computer unit, preferably in the context of a "direct memory access" function (DMA). An image of a sensor in a memory area as a virtual device here includes, in particular, an image, preferably mirroring of all sensor data. As a result of said mapping, the computer unit has the complete information for evaluation provided by a sensor, wherein preferably the maximum processor power of the computer unit can be used for the evaluation since no processor power is reserved for addressing the memory area of the computer unit.

Zweckmäßigerweise umfasst die Steuereinheit eine Datenspeichereinheit mit einem ersten Datenspeicher, welche mit einem ersten Verbindungspunkt oder einem zweiten Verbindungspunkt verbunden ist, wobei der PCIe-Switch dazu eingerichtet ist, Daten von einem Sensor, welcher mit einem externen Anschluss verbundenen ist, auf den ersten Datenspeicher der Datenspeichereinheit zu übertragen. Bevorzugt ist die Datenspeichereinheit logisch und physikalisch von den Rechnereinheiten getrennt, d.h., insbesondere hat ein Prozessor einer jeden Rechnereinheit von sich aus keinen Zugriff auf den ersten Datenspeicher. Auf dem ersten Datenspeicher können insbesondere sämtliche Informationen eines jeden an der Steuereinheit angeschlossenen Sensors gespeichert werden. Dies kann vorteilhaft sein, um z.B. Debugging-Funktionen auszuführen.The control unit expediently comprises a data storage unit with a first data memory which is connected to a first connection point or a second connection point, wherein the PCIe switch is adapted to transfer data from a sensor, which is connected to an external connection, to the first data memory of the first data memory Data storage unit to transfer. Preferably, the data storage unit is logically and physically separate from the computing units, that is, in particular, a processor of each computing unit does not inherently have access to the first data storage. In particular, all information of each sensor connected to the control unit can be stored on the first data memory. This may be advantageous for e.g. Perform debugging functions.

Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn wenigstens eine Rechnereinheit als ein PCIe-root-complex mit dem PCIe-Switch verbunden ist. Bevorzugt ist eine weitere Rechnereinheit im Rahmen der PCIe-Architektur als ein „Endpoint“ mit dem PCIe-Switch verbunden. Insbesondere ist in der Steuereinheit nur eine Rechnereinheit als PCIe-root-complex mit dem PCIe-Switch verbunden. Ein PCIe-root-complex initialisiert in einem System mit einem PCIe-Switch das System und die Kommunikation von Daten. Insbesondere wird hierbei die Ausgestaltung einer Rechnereinheit als PCIe-root-complex oder als endpoint durch physikalische Merkmale der Rechnereinheit wie z.B. einen verwendeten Chipsatz oder über bestimmte zur Verfügung gestellte Ports o.ä. festgelegt.It proves to be further advantageous if at least one computer unit is connected to the PCIe switch as a PCIe-root-complex. Preferably, a further computer unit in the context of the PCIe architecture is connected as an "endpoint" to the PCIe switch. In particular, only one computer unit is connected as a PCIe-root-complex with the PCIe switch in the control unit. A PCIe-root-complex initializes the system and the communication of data in a system with a PCIe switch. In particular, the configuration of a computer unit as a PCIe-root-complex or as an endpoint by physical features of the computer unit such. a used chipset or certain provided ports or similar. established.

Günstigerweise ist wenigstens ein erster Verbindungspunkt als nicht-transparente Brücke (NTB) ausgebildet. Dies erlaubt einen Zugriff auf die am betreffenden ersten Verbindungspunkt verbundene Rechnereinheit, ohne hierbei ihre innere Struktur kennen zu müssen, was eine Architektur der Steuereinheit wesentlich vereinfacht, und zudem eine Kompatibilität hinsichtlich verschiedenartiger Rechnereinheiten mit unterschiedlicher innerer Struktur sicherstellt, und somit auch die Skalierbarkeit des FAS gewährleistet.Conveniently, at least one first connection point is formed as a non-transparent bridge (NTB). This allows access to the computer unit connected to the respective first connection point, without having to know its internal structure, which considerably simplifies an architecture of the control unit, and also ensures compatibility with different computer units with different internal structure, and thus also the scalability of the FAS guaranteed.

Ein als NTB ausgebildeter erster Verbindungspunkt ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mehrere Rechnereinheiten in der Steuereinheit a priori als root complex vorgesehen und ausgestaltet sind, z.B. infolge der verwendeten Hardware für die beteiligten Rechnereinheiten. In diesem Fall kann eine dieser Rechnereinheiten als der für die Initialisierung des PCIe-Switch vorgesehene PCIe-root-complex an den PCIe-Switch angebunden werden, und die anderen betreffenden Rechnereinheiten über die NTBs als zweite Verbindungspunkte an den PCIe-Switch angebunden werden. Diese Anbindung jeweils über einen NTB bewirkt dabei, dass eine Rechnereinheit, welche infolge ihrer Hardwarekonfiguration a priori als ein root complex eingerichtet ist, nicht von sich aus über den PCIe-Switch sämtliche anderen Rechnereinheiten adressiert, was zu Zugriffs- und Hierarchie-Problemen mit der als PCIe-root-complex vorgesehenen Rechnereinheit führen könnte. Vielmehr kann mittels der NTB den besagten Rechnereinheiten jeweils ad hoc ein zu adressierender endpoint in Form einer anderen Rechnereinheit oder eines Sensors zugewiesen werden.A trained as NTB first connection point is particularly advantageous if a plurality of computer units are provided and configured a priori in the control unit as a root complex, eg due to the hardware used for the participating computer units. In this case, one of these computer units can be connected to the PCIe switch as the PCIe-root-complex provided for the initialization of the PCIe switch, and the other relevant computer units can be connected via the NTBs as second connection points to the PCIe switch. This connection, in each case via an NTB, causes a computer unit, which is set up a priori as a root complex as a result of its hardware configuration, not to address all other computer units by itself via the PCIe switch, resulting in access and hierarchy problems with the processor could run as PCIe-root-complex provided computer unit. Rather, by means of the NTB, the said computer units can each be ad hoc be assigned addressing endpoint in the form of another computer unit or a sensor.

In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Verbindung von einer Rechnereinheit zum betreffenden ersten Verbindungspunkt und/oder eine Verbindung von einem externen Anschluss zum betreffenden zweiten Verbindungspunkt jeweils als eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ausgestaltet. Insbesondere kann die Punkt-zu-Punkt-Verbindung auch mehrere Lanes aufweisen. Die Durch eine Verwendung von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen kann die Skalierbarkeit des Systems mithilfe der Verwendung mehrere Lanes gewährleistet werden, wobei für eine höhere Anforderung an eine Bandbreite zu Übertragung bei einer gegebenen Verbindung - z.B. infolge eines verbesserten Sensors mit höherer optischer Auflösung - einfach zusätzliche Lanes in die bestehende Verbindung aufgenommen werden können, und hierfür keine umfangreichen Anpassungen an einem Übertragungsprotokoll erforderlich werden, da die Anzahl der Lanes einer Verbindung bevorzugt als ein skalarer Übertragungsparameter in einem bestehenden Protokoll hinterlegt ist, und somit nahezu ohne jeglichen Aufwand geändert werden kann. Die Verwendung von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen für die Übertragung zwischen dem PCIe-Switch und externen Anschlüssen und/oder der oder den Rechnereinheiten stellt sicher, dass die Kommunikation durch den PCIe-Switch vollständig kontrolliert wird.In a further advantageous embodiment, a connection from a computer unit to the relevant first connection point and / or a connection from an external connection to the respective second connection point is configured in each case as a point-to-point connection. In particular, the point-to-point connection can also have several lanes. By using point-to-point connections, the scalability of the system can be ensured by using multiple lanes, for which there is a greater bandwidth requirement for transmission in a given connection - e.g. as a result of an improved sensor with higher optical resolution - simply add additional lanes to the existing connection and do not require extensive adjustments to a transmission protocol because the number of lanes of a connection is preferably stored as a scalar transmission parameter in an existing protocol, and thus can be changed almost without any effort. The use of point-to-point links for transmission between the PCIe switch and external ports and / or the computing device (s) ensures that communication through the PCIe switch is fully controlled.

Bevorzugt ist dabei der Punkt-zu-Punkt-Verbindung ein Retimer und/oder ein Redriver für eine korrekte Zeitreferenz von übertragenen Datenzugeordnet. Ein Retimer ist im Rahmen des PCIe-Standards spezifiziert, und weist u.a. die Funktionen einer Signalverstärkung und -aufbereitung auf, wobei bei der Signalaufbereitung einkommenden Daten insbesondere eine Zeitreferenz zugeordnet werden kann, und so einkommende Daten-Informationseinheiten wie z.B. einzelne Bits, welche insbesondere über mehrere Lanes einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung einkommen können, synchronisiert werden können. Dies ist insbesondere für vorteilhaft, wenn ein Sensor über mehrere Lanes von mehreren Metern Länge am ihm zugeordneten externen Anschluss angebunden ist. Der Retimer stellt sicher, dass die in den einzelnen Lanes übertragenen Daten nicht zueinander zeitversetzt verarbeitet werden.Preferably, the point-to-point connection is a retimer and / or a redriver for a correct time reference of transmitted data. A retimer is specified in the context of the PCIe standard, and has i.a. the functions of a signal amplification and processing, wherein in the signal processing incoming data in particular a time reference can be assigned, and so incoming data information units such. individual bits, which can in particular arrive over several lanes of a point-to-point connection, can be synchronized. This is particularly advantageous if a sensor is connected via several lanes of several meters in length at the associated external connection. The retimer ensures that the data transmitted in the individual lanes are not processed with a time delay.

In einer Weiterbildung umfasst die Steuereinheit einen zweiten Datenspeicher, wobei der zweite Datenspeicher zum Speichern von Übertragungs- und/oder Kommunikationsparametern betreffend eine Datenübertragung von einem Sensor zu einem externen Anschluss und/oder von einem externen Anschluss zu einem zweiten Verbindungspunkt und/oder von einem ersten Verbindungspunkt zu einer Rechnereinheit und/oder zwischen einzelnen ersten und/oder zweiten Verbindungspunkten eingerichtet ist, und wobei eine Datenübertragung von einem Sensor zu einem externen Anschluss und/oder von einem externen Anschluss zu einem zweiten Verbindungspunkt und/oder von einem ersten Verbindungspunkt zu einer Rechnereinheit und/oder zwischen einzelnen ersten und/oder zweiten Verbindungspunkten anhand der entsprechenden, im zweiten Datenspeicher hinterlegten Übertragungs- und/oder Kommunikationsparameter erfolgt. Hierdurch wird einerseits eine hohe Skalierbarkeit des FAS erreicht, da eine Anzahl an verwendeten Sensoren oder an verwendeten Rechnereinheiten oder an Lanes, welche für eine Verbindung eingesetzt werden, als Parameter im zweiten Datenspeicher hinterlegt ist, und bei einer Änderung nur ein Zahlwert anzupassen ist. Andererseits kann hierdurch einer Manipulation eines Sensors vorgebeugt werden, da die entsprechenden Übertragungs- und/oder Kommunikationsparameter nur durch einen Zugang zum zweiten Datenspeicher geändert werden können. Eine Kommunikation mit einem Sensor kann hierbei beispielsweise über End2End-Absicherung mit entsprechenden checksummen, welche im zweiten Datenspeicher hinterlegt sind, gesichert werden. Der zweite Datenspeicher kann hierbei insbesondere auf der Datenspeichereinheit implementiert sein.In a further development, the control unit comprises a second data memory, the second data memory for storing transmission and / or communication parameters relating to data transmission from a sensor to an external connection and / or from an external connection to a second connection point and / or from a first connection Connection point to a computer unit and / or between individual first and / or second connection points is set up, and wherein a data transmission from a sensor to an external terminal and / or from an external terminal to a second connection point and / or from a first connection point to a computer unit and / or between individual first and / or second connection points on the basis of the corresponding, stored in the second data store transmission and / or communication parameters. As a result, on the one hand a high scalability of the FAS is achieved because a number of sensors used or used on computer units or lanes, which are used for a connection, is stored as a parameter in the second data memory, and change only a number is adjusted. On the other hand, manipulation of a sensor can thereby be prevented, since the corresponding transmission and / or communication parameters can only be changed by access to the second data memory. A communication with a sensor can be secured, for example, via End2End protection with corresponding checksums, which are stored in the second data memory. The second data memory can in this case be implemented in particular on the data storage unit.

Die Erfindung nennt weiter ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrassistenzsystem, welches wenigstens einen Sensor und eine Steuereinheit der oben beschriebenen Art aufweist, wobei der wenigstens eine Sensor an einem externen Anschluss der Steuereinheit angeschlossen ist. Die für die Steuereinheit und für seine Weiterbildungen angegebenen Vorteile können hierbei sinngemäß auf das Kraftfahrzeug übertragen werden.The invention further mentions a motor vehicle having a driver assistance system which has at least one sensor and a control unit of the type described above, wherein the at least one sensor is connected to an external connection of the control unit. The advantages stated for the control unit and for its further developments can be transferred analogously to the motor vehicle.

Bevorzugt weist das FAS des Kraftfahrzeugs eine weitere Steuereinheit der vorbeschriebenen Art auf, wobei die Steuereinheit über wenigstens einen ihrer externen Anschlüsse mit einem der externen Anschlüsse der weiteren Steuereinheit verbunden ist. Besonders bevorzugt ist hierbei in wenigstens einer der beiden Steuereinheiten des FAS der mit dem betreffenden externen Anschluss verbundene erste Verbindungspunkt des PCIe-Switch als eine NTB ausgebildet.Preferably, the FAS of the motor vehicle on a further control unit of the type described above, wherein the control unit is connected via at least one of its external terminals with one of the external terminals of the further control unit. Particularly preferably, in at least one of the two control units of the FAS, the first connection point of the PCIe switch connected to the respective external connection is designed as an NTB.

Durch eine Verbindung wenigstens zweier der vorbeschriebenen Steuereinheiten wird eine Skalierbarkeit der Leistung des FAS erreicht, wenn beispielsweise die ersten und zweiten Verbindungspunkte eines PCIe-Switch in einer Steuereinheit bereits die Grenzen ihrer Auslastung erreicht haben, jedoch dennoch weitere Sensoren für eine Steigerung der Leistungsfähigkeit des FAS, z.B. in Form einer verbesserten Erkennung von Umgebungssituationen oder einer verbesserten optischen Auflösung, gewünscht werden, oder aber eine weitere Erhöhung der Rechenleistung erforderlich wird. In diesem Fall können die zusätzlich gewünschten Sensoren an die externen Anschlüsse der weiteren Steuereinheit, welche mit ihrerseits der ursprünglichen Steuereinheit jeweils über einen externen Anschluss verbunden ist, angebunden werden, und/oder zur Erhöhung der Rechenleistung zusätzliche Rechnereinheiten der weiteren Steuereinheit genutzt werden.By connecting at least two of the control units described above, scalability of the performance of the FAS is achieved if, for example, the first and second connection points of a PCIe switch in a control unit have already reached the limits of their utilization, but still other sensors for an increase in the performance of the FAS For example, in the form of an improved detection of environmental situations or an improved optical resolution, are desired, or a further increase in computing power is required. In this case the additionally desired sensors can be connected to the external connections of the further control unit, which in turn is connected to the original control unit via an external connection, and / or additional computer units of the further control unit can be used to increase the computing power.

Zudem kann durch die beschriebene Verbindung von mindestens zwei Steuereinheiten in einem FAS dessen Sicherheit erheblich verbessert werden, da die Steuereinheiten jeweils mit Funktionalitäten mindestens zur Basis-Operation bei einem Ausfall der jeweils anderen Steuereinheit ausgestattet werden können, sodass insbesondere bei einem erheblich in den Fahrprozess eingreifenden FAS bis hin zum sog. „autonomen Fahren“ ein Ausfall einer Steuereinheit durch die andere Steuereinheit kompensiert werden kann. Eine derartige „Backup-Funktion“ lässt sich z.B. durch redundante Rechnereinheiten einer einzelnen Steuereinheit aufgrund der fehlenden räumlichen und elektronischen Trennung nicht in der gleichen Sicherheitsstufe implementieren wie durch zwei oder weitere miteinander verbundene Steuereinheiten.In addition, can be significantly improved by the described connection of at least two control units in a FAS whose safety, since the control units can be equipped with functionalities at least for basic operation in case of failure of the other control unit, so in particular in a significantly engaging in the driving process FAS up to the so-called "autonomous driving" a failure of a control unit can be compensated by the other control unit. Such a "backup function" can be e.g. due to the lack of spatial and electronic separation by redundant computer units of a single control unit do not implement in the same security level as by two or more interconnected control units.

Eine Verbindung zweier Steuereinheiten des FAS über ihre externen Anschlüsse derart, dass wenigstens einer der externen Anschlüsse in seiner Steuereinheit mit einem als NTB ausgestalteten zweiten Verbindungspunkt des PCIe-Switch verbunden ist, liefert dabei den zusätzlichen Vorteil, dass bei einer Datenübertragung über die NTB keine direkte Adressierung von Speicherbereichen der die Daten empfangenden Speichereinheit durch die sendende Speichereinheit zu erfolgen hat, sondern die empfangende Steuereinheit für die interne Verwaltung und Verarbeitung der Daten weiterhin selbst verantwortlich bleibt. Hierdurch erübrigt es sich auch, die zu verbindenden Steuereinheiten in verschiedenen hierarchisierten Typen auszugestalten, was die Skalierbarkeit weiter begünstigt.Connecting two control units of the FAS via their external connections in such a way that at least one of the external connections in its control unit is connected to a second connection point of the PCIe switch configured as NTB provides the additional advantage that there is no direct transmission in the case of data transmission via the NTB Addressing memory areas of the data receiving storage unit has to be made by the sending memory unit, but the receiving control unit for the internal management and processing of the data remains responsible. This also makes it unnecessary to design the control units to be connected in different hierarchized types, which further favors the scalability.

Überdies nennt die Erfindung eine Verwendung einer Systemplatine mit einem PCIe-Switch für eine Steuereinheit eines Fahrassistenzsystems für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Verbindung und Zuordnung von Sensoren des Fahrassistenzsystems zu entsprechenden Rechnereinheiten der Steuereinheit über den PCIe-Switch erfolgt. Die für die Steuereinheit und für seine Weiterbildungen angegebenen Vorteile ergeben sich insbesondere auch im Zusammenhang mit einer entsprechenden Verwendung einer wie beschrieben ausgestalteten Systemplatine.Moreover, the invention calls for a use of a system board with a PCIe switch for a control unit of a driver assistance system for a motor vehicle, wherein a connection and assignment of sensors of the driving assistance system to corresponding computer units of the control unit via the PCIe switch. The advantages stated for the control unit and for its further developments also arise in particular in connection with a corresponding use of a system board designed as described.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen jeweils schematisch:

1 in einer Draufsicht ein Kraftfahrzeug mit einem FAS,
2 in einem Blockschaltbild eine Steuereinheit für das FAS nach 1, und
3 in einem Blockschaltbild zwei miteinander verbundene Steuereinheiten eines FAS.

An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Here are shown schematically in each case:

1 in a plan view of a motor vehicle with a FAS,
2 in a block diagram, a control unit for the FAS after 1 , and
3 in a block diagram, two interconnected control units of a FAS.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist schematisch in einer Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, welches einen ersten Sensor 2 und einen zweiten Sensor 4 aufweist. Der erste Sensor 2 und der zweite Sensor 4 sind hierbei als hochauflösende, optische Sensoren ausgestaltet. Hierbei ist der Bildwinkel 6 des ersten Sensors 2 bzw. der Bildwinkel 8 des zweiten Sensors 4 gegenüber der Frontalrichtung 10 des Kraftfahrzeugs 1 leicht nach links bzw. nach rechts verschwenkt, sodass durch die beiden Bildwinkel 6, 8 eine möglichst vollständige Abbildung des frontalen Bereichs der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 möglich ist. Der erste Sensor 2 ist über eine erste Verbindung 12 mit einem ersten externen Anschluss 14 einer Steuereinheit 16 verbunden, der zweite Sensor 4 über eine zweite Verbindung 18 mit einem zweiten externen Anschluss 20 der Steuereinheit 16. Die erste Verbindung 12 weist dabei einzelne Lanes 12a-d auf, die zweite Verbindung 18 einzelne Lanes 18a-d. Der erste und der zweite Sensor 2, 4, die erste und zweite Verbindung 12, 18, sowie die Steuereinheit 16 sind Teile eines FAS 22. Das FAS 22 kann hierbei noch weitere Komponenten aufweisen, wie zum Beispiel einen mit der Steuereinheit 16 in nicht näher dargestellter Weise verbundenen Aktor 24 zum Lenken der Vorderräder 26a, 26b oder zum Ansteuern einer Bremskraft auf die Vorderräder 26a, 26b, sowie auch weitere, in 1, nicht näher dargestellte Komponenten.In 1 is a schematic plan view of a motor vehicle 1 shown, which is a first sensor 2 and a second sensor 4 having. The first sensor 2 and the second sensor 4 are designed here as high-resolution, optical sensors. Here is the angle of view 6 of the first sensor 2 or the angle of view 8th of the second sensor 4 opposite the frontal direction 10 of the motor vehicle 1 swung slightly to the left or to the right, so through the two image angles 6 . 8th as complete a picture of the frontal area of the environment of the motor vehicle 1 is possible. The first sensor 2 is about a first connection 12 with a first external connection 14 a control unit 16 connected, the second sensor 4 over a second connection 18 with a second external connection 20 the control unit 16 , The first connection 12 has individual lanes 12a-d on, the second connection 18 single lanes 18a-d , The first and the second sensor 2 . 4 , the first and second connection 12 . 18 , as well as the control unit 16 are parts of a FAS 22 , The FAS 22 This may have other components, such as one with the control unit 16 connected in a manner not shown actuator 24 for steering the front wheels 26a . 26b or for driving a braking force on the front wheels 26a . 26b , as well as others, in 1 , not shown components.

In 2 ist schematisch in einem Blockschaltbild die Steuereinheit 16 für das Fahrassistenzsystem 22 nach 1 dargestellt. Über die Lanes 12a-d ist der erste Sensor 2 mit dem ersten externen Anschluss 14 verbunden. Über die Lanes 18a-d ist der zweite Sensor 4 mit dem zweiten externen Anschluss 20 verbunden. Damit die in den einzelnen Sensoren 2, 4 erzeugten Bilddaten bei der Übertragung über die Lanes 12a-d bzw. 18a-d nicht durch etwaige Laufzeit-Verzögerungen in den einzelnen Lanes einer Verbindung 12, 18 verzerrt werden können, ist am ersten externen Anschluss 14, am zweiten externen Anschluss 20 jeweils ein Retimer 36 vorgesehen, welcher derartige Laufzeit-Verzögerungen entweder selbst ausgleicht, oder ein Zeitreferenz-Signal erzeugt, mittels dessen die besagten Laufzeit-Verzögerungen in einem späteren Schritt ausgeglichen werden können. Alternativ zu den Retimern 36 kann jeweils auch ein sog. Redriver verwendet werden.In 2 is a schematic block diagram of the control unit 16 for the driver assistance system 22 to 1 shown. About the lanes 12a-d is the first sensor 2 with the first external connection 14 connected. About the lanes 18a-d is the second sensor 4 with the second external connection 20 connected. So that in the individual sensors 2 . 4 generated image data during transmission via the lanes 12a-d or. 18a-d not by any runtime delays in the individual lanes of a connection 12 . 18 is at the first external connection 14 , at the second external connection 20 one retimer each 36 which compensates for such transit time delays, or generates a time reference signal, by means of which the said transit time delays are compensated in a later step can be. Alternative to the retimers 36 In each case, a so-called redriver can also be used.

Die Steuereinheit 16 umfasst weiter einen PCIe-Switch 40. Der PCIe-Switch 40 weist eine Anzahl an ersten Verbindungspunkten 42a-d auf, welche vorliegend jeweils als nicht-transparente Brücken (NTBs) ausgestaltet sind. Weiter weist der PCIe-Switch 40 eine Anzahl an zweiten Verbindungspunkt 44a-d auf, wobei je einer der zweiten Verbindungspunkte 44a, 44b mit einem Retimer 36 des ersten externen Anschlusses 14 bzw. des zweiten externen Anschlusses 20 verbunden ist. Die Verbindung vom Retimer 36 des ersten, oder zweiten externen Anschlusses 14, 20 zum jeweiligen ersten Verbindungspunkt 44a, 44b des PCIe-Switch 40 erfolgt hierbei entsprechend über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen 46 bis 48, welche jeweils eine Mehrzahl an Lanes 46a-d, 48a-d aufweisen. Der PCIe-Switch ist auf einer Systemplatine 49 angebracht, auf welcher auch die externen Anschlüsse 14, 20 und die Retimer 36 angeordnet sein können. Die Sensoren 2, 4 werden hierbei in der Architektur der PCIe-Switch 40 als Peripherie der Steuereinheit 16 betrachtet, entsprechend sind die zweiten Verbindungspunkte 44a-d als Endpunkte vorgesehen.The control unit 16 further includes a PCIe switch 40 , The PCIe switch 40 has a number of first connection points 42a-d which in the present case are each designed as non-transparent bridges (NTBs). Next points the PCIe switch 40 a number of second connection point 44a -d, each one of the second connection points 44a . 44b with a retimer 36 of the first external connection 14 or the second external connection 20 connected is. The connection from the Retimer 36 the first or second external connection 14 . 20 to the respective first connection point 44a . 44b the PCIe switch 40 takes place here in accordance with point-to-point connections 46 to 48 , which each have a plurality of lanes 46a-d . 48a-d respectively. The PCIe switch is on a system board 49 attached, on which also the external connections 14 . 20 and the retimer 36 can be arranged. The sensors 2 . 4 In this case, the architecture of the PCIe switch 40 as periphery of the control unit 16 accordingly, the second connection points are considered 44a-d intended as endpoints.

An den beiden ersten Verbindungspunkten 42a, 42b ist über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen 52, 54 jeweils eine erste Rechnereinheit 56 bzw. eine zweite Rechnereinheit 58. Die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen 52, 54 umfassen dabei jeweils einzelne Lanes 52a-d, 54a-d. Die erste Rechnereinheit 56 weist einen ersten Prozessorkern 60 und einen ersten Speicherbereich 62 auf, und ist hierbei als ein PCIe-root-complex 64 ausgebildet. Die zweite Rechnereinheit 58 weist einen zweiten Prozessorkern 66 und einen zweiten Speicherbereich 68 auf, und ist hierbei als ein endpoint 70 ausgebildet.At the first two connection points 42a . 42b is via point-to-point connections 52 . 54 in each case a first computer unit 56 or a second computer unit 58 , The point-to-point connections 52 . 54 each include individual lanes 52a-d . 54a-d , The first computer unit 56 has a first processor core 60 and a first storage area 62 on, and is hereby called a PCIe-root-complex 64 educated. The second computer unit 58 has a second processor core 66 and a second storage area 68 on, and is here as an endpoint 70 educated.

Am ersten Verbindungspunkt 42c ist über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung 72 eine Datenspeichereinheit 74 mit einem ersten Datenspeicher 76 und einem zweiten Datenspeicher 78 verbunden. Die Punkt-zu-Punkt-Verbindung 72 kann dabei insbesondere auch durch einzelne Lanes gebildet werden.At the first connection point 42c is via a point-to-point connection 72 a data storage unit 74 with a first data store 76 and a second data store 78 connected. The point-to-point connection 72 can be formed in particular by individual lanes.

Bilddaten 80, welche vom ersten Sensor 2 erzeugt werden, sowie Bilddaten 82, welche vom zweiten Sensor 4 erzeugt werden, können nun mittels des PCIe-Switch 40 unter Verwendung einer Direct-Memory-Access-Funktion direkt in den ersten Speicherbereich 62 der ersten Rechnereinheit 56 übertragen werden, ohne dass hierfür der erste Prozessorkern 60 der ersten Rechnereinheit 56 den ersten Speicherbereich 62 entsprechend adressieren müsste. Stattdessen werden der erste Sensor 2 und der erste Sensor 4 jeweils als „virtuelle Geräte“ 2', 4' in den Speicherbereich 62 abgebildet. Dadurch, dass der erste Prozessorkern 60 nicht durch eine Adressierung des ersten Speicherbereichs 62 zur Übertragung der Bilddaten 80, 82 belastet wird, steht die somit entsprechend freiwerdende Rechenleistung vollständig zur Auswertung der Bilddaten 80, 82 zur Verfügung. Hierdurch kann der erste Prozessorkern 60 in seiner Größe sowie seinen Kosten vollständig auf die Anforderungen bei der besagten Auswertung hin optimiert werden, ohne dass andere Aufgaben des ersten Prozessorkerns 60 bei der Optimierung zu berücksichtigen wären. Für den Betrieb des FAS 22 werden nun die Bilddaten 80, 82 im ersten Prozessorkern 60 analysiert.image data 80 , which from the first sensor 2 generated as well as image data 82 , which from the second sensor 4 can now be generated by means of the PCIe switch 40 directly into the first memory area using a direct memory access function 62 the first computer unit 56 be transferred without the need for the first processor core 60 the first computer unit 56 the first storage area 62 would have to address accordingly. Instead, the first sensor 2 and the first sensor 4 each as "virtual devices" 2 ' . 4 ' in the storage area 62 displayed. By doing that, the first processor core 60 not by addressing the first memory area 62 for transmission of image data 80 . 82 is charged, is thus released accordingly computing power completely for the evaluation of the image data 80 . 82 to disposal. This can be the first processor core 60 be optimized in size and cost completely to the requirements of said evaluation, without other tasks of the first processor core 60 to be considered in the optimization. For the operation of the FAS 22 Now the image data 80 . 82 in the first processor core 60 analyzed.

Für ein Debugging werden der erste Sensor 2 und der zweite Sensor 4 auch als virtuelle Geräte 2', 4' in den ersten Datenspeicher 76 der Datenspeichereinheit 74 abgebildet. Ebenso ist hierfür keinerlei Prozessorleistung erforderlich, welche gesondert reserviert und insbesondere bei der Planung der Steuereinheit 16 berücksichtigt werden müsste.For debugging, the first sensor 2 and the second sensor 4 also as virtual devices 2 ' . 4 ' in the first data store 76 the data storage unit 74 displayed. Likewise, no processor power is required for this, which reserves separately and especially in the planning of the control unit 16 would have to be considered.

Soll nun aufgrund von neuen Anforderungen an das FAS 22 oder zur Implementierung einer neuen Funktion ein dritter Sensor 30 mit der Steuereinheit 16 verbunden werden, so geschieht dies einfach eine Verbindung 32 mit einem dritten externen Anschluss 34 der Steuereinheit Dieser dritte externe Anschluss ist über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung 50 mit einem zweiten Verbindungspunkt 44c des PCIe-Switch verbunden.Now due to new requirements for the FAS 22 or a third sensor to implement a new function 30 with the control unit 16 be connected, this is simply a connection 32 with a third external connection 34 Control Unit This third external connection is via a point-to-point connection 50 with a second connection point 44c connected to the PCIe switch.

Im zweiten Datenspeicher 78 der Datenspeichereinheit 74 sind Übertragungs- und Kommunikationsparameter 84 hinterlegt, welche die Übertragung der Daten sowie die Kommunikation der mit der Steuereinheit verbundenen Sensoren 2, 4, 30 mit den ihnen zugehörigen Rechnereinheiten 56, 58 steuern. Für eine Inbetriebnahme des dritten Sensors 30 im Rahmen des FAS 22 ist im zweite Datenspeicher 78 lediglich eine Anpassung der entsprechenden Übertragungs- und Kommunikationsparameter 84 erforderlich. Die Hinterlegung der Übertragungs- und Kommunikationsparameter 84 im zweiten Datenspeicher 76 verhindert zudem eine Manipulation der Sensoren 2, 4, 30, da von außen kein Zugriff auf die Übertragungs- und Kommunikationsparameter 84 möglich ist.In the second data store 78 the data storage unit 74 are transmission and communication parameters 84 deposited, which the transmission of data and the communication of the sensors connected to the control unit 2 . 4 . 30 with their associated computer units 56 . 58 control. For commissioning the third sensor 30 in the framework of the FAS 22 is in the second data store 78 merely an adaptation of the corresponding transmission and communication parameters 84 required. The deposit of transmission and communication parameters 84 in the second data store 76 also prevents manipulation of the sensors 2 . 4 . 30 because there is no access from outside to the transmission and communication parameters 84 is possible.

Infolge noch frei verfügbarer weiterer zweiter Verbindungspunkte, hier exemplarisch durch den zweiten Verbindungspunkt 44d dargestellt, welche jeweils lediglich mit einem entsprechenden externen Anschluss 86 zu verbinden wären, können neue Sensoren ohne großen Aufwand in das FAS 22 eingebunden werden. Sollte hierfür zusätzliche Rechenleistung erforderlich werden, kann auch dies infolge noch frei verfügbarer weiterer erster Verbindungspunkte, hier exemplarisch durch den ersten Verbindungspunkt 42d dargestellt, erreicht werden. Somit ist durch die Ausgestaltung der Steuereinheit 16 mit dem PCIe-Switch 40 auch eine hohe Skalierbarkeit des FAS 22 gewährleistet.As a result of freely available further second connection points, here by way of example through the second connection point 44d shown, which in each case only with a corresponding external connection 86 To connect new sensors without much effort in the FAS 22 be involved. Should additional computing power be required for this purpose, this can also be done as a result of freely available further first connection points, here by way of example through the first connection point 42d represented reached. Thus, by the design of the control unit 16 With the PCIe switch 40 also a high scalability of the FAS 22 guaranteed.

In 3 ist schematisch in einem Blockschaltbild eine Steuereinheit 16 gezeigt, welche an einem ersten externen Anschluss 14 über eine Verbindung 90, welche durch die Lanes 90a-d gebildet wird, mit einem ersten externen Anschluss 14' einer weiteren Steuereinheit 16' verbunden ist. Die beiden Steuereinheiten 16, 16' weisen hierbei jeweils einen in 3 nicht näher dargestellten, mit dem jeweiligen externen Anschluss 14 bzw. 14' verbundenen PCIe-Switch auf. Die beiden Steuereinheiten 16, 16' sind hierbei Teile eines FAS, wie es z.B. in 1 dargestellt ist, wobei durch die Verbindung die Leistungsfähigkeit des FAS hinsichtlich der Rechenleistung sowie der Anzahl an Sensoren, welche angebunden werden können, auf einfache Weise verbessert werden kann. Die interne Ausgestaltung der beiden Steuereinheiten 16, 16' kann hierbei insbesondere auf die in 2 dargestellte Art erfolgen, wobei bevorzugt die externen Anschlüsse 14, 14' jeweils mit einem als NTB ausgebildeten zweiten Verbindungspunkt des betreffenden PCIe-Switch verbunden sind.In 3 is a schematic block diagram of a control unit 16 shown which at a first external connection 14 over a connection 90 passing through the lanes 90a-d is formed, with a first external connection 14 ' another control unit 16 ' connected is. The two control units 16 . 16 ' each have a in 3 not shown in detail, with the respective external connection 14 or. 14 ' connected PCIe switch. The two control units 16 . 16 ' are parts of a FAS, as in eg 1 is shown, wherein the connection of the performance of the FAS in terms of computing power and the number of sensors that can be connected easily can be improved. The internal design of the two control units 16 . 16 ' This can be done in particular on the in 2 shown type, preferably the external connections 14 . 14 ' are each connected to a trained as NTB second connection point of the relevant PCIe switch.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch dieses Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by this embodiment. Other variations can be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kraftfahrzeugmotor vehicle
22: erster Sensorfirst sensor
2'2 ': virtuelles Gerät (des ersten Sensors)virtual device (the first sensor)
44: zweiter Sensorsecond sensor
4'4 ': virtuelles Gerät (des zweiten Sensors)virtual device (the second sensor)
66: Bildwinkelangle of view
88th: Bildwinkelangle of view
1010: Frontalrichtungfrontal direction
1212: erste Verbindungfirst connection
12a-d12a-d: LanesLanes
1414: erster externer Anschlussfirst external connection
14'14 ': erster externer Anschluss (der weiteren Steuereinheit)first external connection (the other control unit)
1616: Steuereinheitcontrol unit
16'16 ': weitere Steuereinheitfurther control unit
1818: zweite Verbindungsecond connection
18a-d18a-d: LanesLanes
2020: zweiter externer Anschlusssecond external connection
2222: Fahrassistenzsystem (FAS)Driver Assistance System (FAS)
2424: Aktoractuator
26a, b26a, b: Vorderradfront
3030: dritter Sensorthird sensor
3232: Verbindungconnection
3434: dritter externer Anschlussthird external connection
3636: Retimerretimer
4040: PCIe-SwitchPCIe switch
42a-d42a-d: erster Verbindungspunktfirst connection point
44a-d44a-d: zweiter Verbindungspunktsecond connection point
4646: Punkt-zu-Punkt-VerbindungPoint-to-point connection
46a-d46a-d: LanesLanes
4848: Punkt-zu-Punkt-VerbindungPoint-to-point connection
48a-d48a-d: LanesLanes
4949: Systemplatinesystem board
5050: Punkt-zu-Punkt-VerbindungPoint-to-point connection
5252: Punkt-zu-Punkt-VerbindungPoint-to-point connection
52a-d52a-d: LanesLanes
5454: Punkt-zu-Punkt-VerbindungPoint-to-point connection
54a-d54a-d: LanesLanes
5656: erste Rechnereinheitfirst computer unit
5858: zweite Rechnereinheitsecond computer unit
6060: erster Prozessorkernfirst processor core
6262: erster Speicherbereichfirst storage area
6464: PCIe-root-complexPCIe root complex
6666: zweiter Prozessorkernsecond processor core
6868: zweiter Speicherbereichsecond memory area
7070: Endpunktendpoint
7272: Punkt-zu-Punkt-VerbindungPoint-to-point connection
7474: DatenspeichereinheitData storage unit
7676: erster Datenspeicherfirst data store
7878: zweiter Datenspeichersecond data store
8080: Bilddatenimage data
8282: Bilddatenimage data
8484: Übertragungs- und KommunikationsparameterTransmission and communication parameters
9090: Verbindungconnection
90a-d90a-d: LanesLanes

Claims

Control unit (16) for a driver assistance system (22) of a motor vehicle (1), comprising a first number of computer units (56, 58), a second number of external connections (14, 20, 34), each of the external connections (14, 20, 34) being arranged to connect at least one sensor (2, 4, 30) of the driving assistance system to the control unit (16), and a PCIe switch (40) having at least the first number of first connection points (42a-d) and at least the second number of second connection points (44a-d), each of at least one connection (56, 58) 52, 54) leads to a first connection point (42a-d) of the PCIe switch (40), wherein at least one connection (46, 48, 50) from each external port (14, 20, 34) leads to a second connection point (44a-d) of the PCIe switch (40).

Control unit (16) after Claim 1 in which at least one computer unit (56, 58) has a memory area (62, 68), and wherein the PCIe switch (40) is adapted to connect a sensor (2, 4) connected to an external terminal (14, 20, 34) , 30) as a virtual device (2 ', 4') in the memory area (62, 68) of said computer unit (56, 58).

Control unit (16) after Claim 1 or Claim 2 further comprising a data storage unit (74) having a first data memory (76) connected to a first connection point (42a-d) or a second connection point (44a-d), the PCIe switch (40) being adapted to Transferring data from a sensor (2,4,40) connected to an external port (14, 20, 34) to the first data memory (76) of the data storage unit (74).

The control unit (16) of any one of the preceding claims, wherein at least one computing unit (56) is connected as a PCIe-root-complex (64) to the PCIe switch (40).

Control unit (16) according to one of the preceding claims, wherein at least one first connection point (42a-d) is formed as a non-transparent bridge.

Control unit (16) according to one of the preceding claims, wherein a connection (52, 54) from a computer unit (56, 58) to the relevant first connection point (42a, 42b) and / or a connection (46, 48, 50) from an external Terminal (14, 20, 34) to the respective second connection point (44a-d) is each configured as a point-to-point connection.

Control unit (16) after Claim 6 wherein the point-to-point connection is associated with a retimer (36) and / or a redriver for a correct time reference of transmitted data (80, 82).

Control unit (16) according to one of the preceding claims, further comprising a second data memory (78), wherein the second data memory (78) for storing transmission and / or communication parameters (84) relating to a data transmission from a sensor (2, 4, 30) to an external terminal (14, 20, 34) and / or from an external terminal (14, 20, 34) to a second connection point (44a-d) and / or from a first connection point (42a-d) to a computer unit (56, 58) and / or between individual first and / or second connection points (42a-d). d, 44a-d), and wherein a data transmission from a sensor (2, 4, 30) to an external terminal (14, 20, 34) and / or from an external terminal (14, 20, 34) to a second connection point (44a-d) and / or from a first connection point (42a-d) to a computer unit (56, 58) and / or between individual first and / or second connection points (42a-d, 44a-d) on the basis of the corresponding transmission method stored in the second data memory (78). and / or communication parameters (84).

Motor vehicle (1) having a driver assistance system (22), which has at least one sensor (2, 4, 30) and a control unit (16) according to one of the preceding claims, wherein the at least one sensor (2, 4, 30) is connected to an external connection (14, 20, 34) of the control unit (16) is connected.

Motor vehicle (1) according to Claim 9 in which the driver assistance system (22) of the motor vehicle (1) has a further control unit (16 ') according to one of the Claims 1 to 8th and wherein the control unit (16) via at least one of its external terminals (14, 20, 34) with one of the external terminals (14 ') of the further control unit (16') is connected.

Use of a system board (49) with a PCIe switch (40) for a control unit (16) of a driver assistance system (22) of a motor vehicle (1) according to one of Claims 1 to 8th , wherein a connection and assignment of sensors (2, 4, 30) of the driving assistance system (22) to corresponding computer units (56, 58) of the control unit (16) via the PCIe switch (40).