DE102020203965A1 - Processing system and method for redundant processing of input signals - Google Patents

Processing system and method for redundant processing of input signals Download PDF

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DE102020203965A1
DE102020203965A1 DE102020203965.8A DE102020203965A DE102020203965A1 DE 102020203965 A1 DE102020203965 A1 DE 102020203965A1 DE 102020203965 A DE102020203965 A DE 102020203965A DE 102020203965 A1 DE102020203965 A1 DE 102020203965A1
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Viktor Rakoczi
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/16Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
    • G06F11/1629Error detection by comparing the output of redundant processing systems
    • G06F11/1641Error detection by comparing the output of redundant processing systems where the comparison is not performed by the redundant processing components

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verarbeitungssystem (1a, 1b, 1c, 1d) umfassend eine erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b), welche zur parallelen Verarbeitung von Eingangssignalen ausgebildet sind, wobei die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) zur redundanten Verarbeitung identischer Eingangssignale zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Ausgangssignals ausgebildet sind, wobei das erste Ausgangssignal durch die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und das zweite Ausgangssignal durch die zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) erzeugt sind,wobei eine Filtereinheit (2) vorgesehen ist, welche die identischen Eingangssignale mit einer ersten Bandbreite an die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und mit einer zweiten Bandbreite an die zumindest zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) übermittelt, wobei die erste und die zweite Bandbreite unterschiedlich sind.Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.The invention relates to a processing system (1a, 1b, 1c, 1d) comprising a first processing unit (4, 4a) and at least one second processing unit (5, 5a, 5b), which are designed for the parallel processing of input signals, the first processing unit ( 4,4a) and the at least one second processing unit (5,5a, 5b) are designed for redundant processing of identical input signals to generate a first and a second output signal, the first output signal passing through the first processing unit (4,4a) and the second output signal are generated by the second processing unit (5, 5a, 5b), a filter unit (2) being provided which sends the identical input signals with a first bandwidth to the first processing unit (4,4a) and with a second bandwidth to the at least second processing unit (5, 5a, 5b), the first and second bandwidths being different. The invention also relates to e in proceedings.

Description

Die Die Erfindung betrifft ein Verarbeitungssystem umfassend eine erste und zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit, welche zur parallelen Verarbeitung von Eingangssignalen ausgebildet sind, wobei die zumindest zwei parallel arbeitenden Verarbeitungseinheiten zur redundanten Verarbeitung identischer Eingangssignale zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Ausgangssignals ausgebildet sind, wobei das erste Ausgangssignal durch die erste Verarbeitungseinheit und das zweite Ausgangssignal durch die zumindest zweite Verarbeitungseinheit erzeugt sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur redundanten Verarbeitung von Eingangssignalen.The invention relates to a processing system comprising a first and at least one second processing unit which are designed for parallel processing of input signals, the at least two processing units operating in parallel being designed for redundant processing of identical input signals to generate a first and a second output signal, the first Output signal are generated by the first processing unit and the second output signal by the at least second processing unit. The invention also relates to a method for redundant processing of input signals.

Fahrfunktionsapplikationen, beispielsweise im autonomem Betriebsmodus mit hohem Autonomiegrad, laufen im Normalbetrieb in einem Multiprozessor-System-on-Chip auf unterschiedlichen Verarbeitungseinheiten ab. Das Multiprozessor-System-on-Chip ist ein System-on-a-Chip (SoC), dass mehrere Mikroprozessoren enthält. Ein Multiprozessor-System-on-Chip ist normalerweise für eingebettete Anwendungen vorgesehen. Die mehreren Verarbeitungseinheiten enthalten jeweils spezifische Funktionalitäten.Driving function applications, for example in the autonomous operating mode with a high degree of autonomy, run in normal operation in a multiprocessor system-on-chip on different processing units. The multiprocessor system-on-chip is a system-on-a-chip (SoC) that contains several microprocessors. A multiprocessor system-on-chip is usually intended for embedded applications. The multiple processing units each contain specific functionalities.

Zur Bereitstellung ausfallsicherer Systeme in der Flugzeug-, Bahn- oder Fahrzeugtechnik, bspw. auf elektronischer Basis arbeitende Brems- oder Rückhaltesysteme, sind zur Erzielung hoher Sicherheit und Zuverlässigkeit mit identischen Verarbeitungseinheiten, wie ein Mikrorechner, Mikroprozessor oder Mikrocontroller, zur Erzeugung einer Redundanz zweifach vorgesehen. Hierbei wird angenommen, dass in der Parallelabarbeitung der Algorithmen die redundante Verarbeitungseinheit mit gleicher Performanz arbeitet, wie die primäre Verarbeitungseinheit.To provide fail-safe systems in aircraft, rail or vehicle technology, e.g. braking or restraint systems that work on an electronic basis, two identical processing units, such as a microcomputer, microprocessor or microcontroller, are provided to generate redundancy in order to achieve a high level of safety and reliability . It is assumed here that, in the parallel processing of the algorithms, the redundant processing unit works with the same performance as the primary processing unit.

Beim Ausfall einer Verarbeitungseinheit übernimmt die andere Verarbeitungseinheit die Rechenoperation. Die Wärmeabgabe ist somit identisch.If one processing unit fails, the other processing unit takes over the arithmetic operation. The heat dissipation is therefore identical.

Die Anzahl dieser Verarbeitungseinheiten und Wärmeverlustleistungen, sowie die Komplexität dieser Systeme und die damit verbundene Fehlerwahrscheinlichkeit stellen eine hohe Herausforderung dar.The number of these processing units and heat losses, as well as the complexity of these systems and the associated error probability represent a major challenge.

Die WO 1997 006 487 A1 offenbart ein Microprozessorsystem für sicherheitskritische Regelungen, mit zwei synchron betriebenen Zentraleinheiten oder CPU's, die die gleichen Eingangsinformationen erhalten und das gleiche Programm abarbeiten, mit Festwertspeichern (ROM) und Schreib-Lese-Speichern (RAM), mit Speicherplätzen für Prüfdaten und mit Prüfdatengeneratoren, mit Vergleichern, die die Ausgangsdaten bzw. Ausgangssignale der Zentraleinheiten überprüfen und bei Nicht- Übereinstimmung Abschaltsignale abgeben, wobei die Zentraleinheiten bzw. CPU's über separate Bussysteme an die Festwert- und an die Schreib-Lese-Speicher sowie an Eingabe- und Ausgabeeinheiten angeschlossen sind und wobei die Bussysteme untereinander durch Treiberstufen verbunden sind, die den beiden Zentraleinheiten ein gemeinsames Lesen und Abarbeiten der anstehenden, d.h. in den beiden Bussystemen zur Verfügung stehenden Daten, einschließlich der Prüf- daten und Befehle, ermöglichen.the WO 1997 006 487 A1 discloses a microprocessor system for safety-critical regulations, with two synchronously operated central processing units or CPUs, which receive the same input information and process the same program, with read-only memories (ROM) and read-write memories (RAM), with storage locations for test data and with test data generators Comparators that check the output data or output signals of the central units and emit switch-off signals if they do not match, the central units or CPUs being connected via separate bus systems to the read-only memories and to the read-write memories and to input and output units, and where the bus systems are interconnected by driver stages which enable the two central units to read and process the pending data, ie the data available in the two bus systems, including the test data and commands.

Die EP 2693278 B1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines bildverarbeitenden Steuergeräts, wobei ein Ausgangsdatum mittels eines zur Bildverarbeitung vorgesehenen Algorithmus aus wenigstens einem Eingangsdatum ermittelt wird, wobei das Eingangsdatum ein Bild einer Kamera ist, wobei überprüft wird, ob das Ausgangsdatum in einer ersten, nicht alle möglichen Ausgangsdaten enthaltenden Gruppe enthalten ist, wonach nur bei einem in der ersten Gruppe enthaltenen Ausgangsdatum zur Überprüfung des Ausgangsdatums eine zweite Ermittlung des Ausgangsdatums erfolgt, wobei die erste, nicht alle möglichen Ausgangsdaten enthaltende Gruppe einen Eingriff durch einen Aktor beschreibende und/oder zu einem Eingriff durch einen Aktor führende Ausgangsdaten, sowie sicherheitskritische Ausgangsdaten umfasst.the EP 2693278 B1 discloses a method for operating an image processing control device, an output date being determined from at least one input data by means of an algorithm provided for image processing, the input data being an image from a camera, whereby it is checked whether the output data is in a first, not all possible output data Group is included, according to which a second determination of the output date takes place only in the case of an output data contained in the first group to check the output data, the first group, which does not contain all possible output data, describes an intervention by an actuator and / or for an intervention by an actuator includes leading output data as well as safety-critical output data.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ausfallsicheres Verarbeitungssystem, derart weiterzubilden, dass eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit bei geringeren Kosten und/oder einer hohen Gesamtausnutzung des ausfallsicheren Verarbeitungssystems erzielbar ist.It is the object of the present invention to develop a fail-safe processing system in such a way that a high level of security and reliability can be achieved at lower costs and / or a high overall utilization of the fail-safe processing system.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verarbeitungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15.The object is achieved by a processing system with the features of claim 1 and a method with the features of claim 15.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verarbeitungssystem, umfassend eine erste Verarbeitungseinheit und zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit, welche zur parallelen Verarbeitung von Eingangssignalen ausgebildet sind, wobei die zumindest zwei parallel arbeitenden Verarbeitungseinheiten zur redundanten Verarbeitung identischer Eingangssignale zur Erzeugung eines ersten Ausgangssignals und eines zweiten Ausgangssignals ausgebildet sind, wobei das erste Ausgangssignal durch die erste Verarbeitungseinheit und das zweite Ausgangssignal durch die zumindest zweite Verarbeitungseinheit erzeugt sind, wobei eine Filtereinheit vorgesehen ist, welche die identischen Eingangssignale mit einer ersten Bandbreite an die erste Verarbeitungseinheit und mit einer zweiten Bandbreite an die zumindest zweite Verarbeitungseinheit übermittelt, wobei die erste und die zweite Bandbreite unterschiedlich sind.The object is achieved by a processing system comprising a first processing unit and at least one second processing unit, which are designed to process input signals in parallel, the at least two processing units operating in parallel being designed to redundantly process identical input signals to generate a first output signal and a second output signal , the first output signal being generated by the first processing unit and the second output signal being generated by the at least second processing unit, a filter unit being provided which transmits the identical input signals with a first bandwidth to the first processing unit and with a second bandwidth to the at least second processing unit transmitted, the first and second bandwidths being different.

Die Eingangssignale sind beispielsweise Sensordaten/Aktorendaten, welche von Sensoren /Aktoren erzeugt werden.The input signals are, for example, sensor data / actuator data that are generated by sensors / actuators.

Durch das erfindungsgemäße Verarbeitungssystem werden die Eingangssignale mit unterschiedlicher Bandbreiten an die Verarbeitungseinheiten übermittelt, welche jeweils eine identische Funktion (Applikationssoftware) auf die Eingangssignale anwendet. Durch die Verwendung unterschiedlicher Eingangssignale können unterschiedliche inhomogene Verarbeitungseinheiten verwendet werden.The processing system according to the invention transmits the input signals with different bandwidths to the processing units, which each apply an identical function (application software) to the input signals. By using different input signals, different inhomogeneous processing units can be used.

Durch die Verwendung einer solchen redundanten Verarbeitungseinheit können die zweiten Ausgangssignale ausschließlich zur Plausibilisierung und Validierung der ersten Ausgangssignale herangezogen werden, wobei die ermittelten ersten Ausgangssignale zur Bildung einer Aktion/zur Weiterverarbeitung herangezogen werden. By using such a redundant processing unit, the second output signals can be used exclusively for plausibility checking and validation of the first output signals, the determined first output signals being used to form an action / for further processing.

Dadurch kann die zweite Verarbeitungseinheit mit geringerer Rechenkapazität als die erste Verarbeitungseinheit ausgestaltet sein. Dadurch kann eine redundante Verarbeitung der Eingangssignale auch mit einem kostengünstigen Verarbeitungssystem erzielt werden.As a result, the second processing unit can be designed with less computing capacity than the first processing unit. As a result, redundant processing of the input signals can also be achieved with an inexpensive processing system.

Sind die Verarbeitungseinheiten auf einer Trägerplatte angeordnet, beispielsweise einem Halbleitersubstrat, so kann eine Reduzierung nicht nur in der Rechenkapazität, sondern auch im benötigten Bauraum erzielt werden. Auch benötigt das erfindungsgemäße Verarbeitungssystem bei Anordnung auf einer gemeinsamen Trägerplatte weniger Wärme bei der Verarbeitung, was zur Verwendung kleinerer Kühlkomponenten führt.If the processing units are arranged on a carrier plate, for example a semiconductor substrate, a reduction can be achieved not only in the computing capacity but also in the installation space required. When arranged on a common carrier plate, the processing system according to the invention also requires less heat during processing, which leads to the use of smaller cooling components.

Dadurch wird ein erfindungsgemäßes Verarbeitungssystem mit redundanten Verarbeitungseinheiten angegeben, welches kostengünstig ist und zudem weniger Wärme erzeugt. Dadurch ergibt sich weniger Wärmeverlustleistung.As a result, a processing system according to the invention with redundant processing units is specified, which is inexpensive and also generates less heat. This results in less heat loss.

Durch das erfindungsgemäße Verarbeitungssystem ist keine Applikationssoftware-Balancing vonnöten, da alle Funktionen beispielsweise auf der ersten Verarbeitungseinheit laufen und die zumindest zweite Verarbeitungseinheit die identische Applikationssoftware wie die erste Verarbeitungseinheit aufweist und lediglich zur Plausibilisierung und Validierung herangezogen wird. Dies senkt die Komplexität des Systems, womit auch die Test- und Absicherungsumfänge der Basisalgorithmen im Vorserienstadium bzw. bei der Produkteinführung in den Markt wesentlich reduziert werden.The processing system according to the invention does not require application software balancing, since all functions run, for example, on the first processing unit and the at least second processing unit has the identical application software as the first processing unit and is only used for plausibility checks and validation. This reduces the complexity of the system, which also significantly reduces the scope of testing and validation of the basic algorithms in the pre-series stage or when the product is launched on the market.

Vorzugsweise werden die Eingangssignale mit einer geringeren Bandbreite an die zweite Verarbeitungseinheit übermittelt. Sind mehr als zwei Verarbeitungseinheiten vorhanden, so enthält beispielsweise die dritte Verarbeitungseinheit die Eingangssignale mit geringerer Bandbreite als die zweite.The input signals are preferably transmitted to the second processing unit with a smaller bandwidth. If there are more than two processing units, the third processing unit, for example, contains the input signals with a smaller bandwidth than the second.

Vorzugsweise ist die Filtereinheit dazu ausgebildet, die Eingangssignale mit unterschiedlichen Gewichtungen zu filtern. Dadurch kann die unterschiedliche Bandbreite sehr einfach erzielt werden. Dabei findet keine Datenkompression, weder verlustfrei oder verlustbehaftet statt, lediglich eine gefilterte Datenbereitstellung, ausgehend beispielsweise von einer Bild- bzw. Pixel-Darstellung der Eingangssignale. Zu hohe Intensitätswerte werden vorzugsweise in der Verarbeitung nicht herangezogen, da sie nicht genug Informationen tragen.The filter unit is preferably designed to filter the input signals with different weightings. This makes it very easy to achieve the different bandwidths. There is no data compression, neither lossless nor lossy, only a filtered data provision, based, for example, on an image or pixel representation of the input signals. Intensity values that are too high are preferably not used in processing because they do not carry enough information.

Vorzugsweise ist eine Vergleichseinheit vorgesehen, zum Vergleich der ersten und zweiten Ausgangssignale, wobei bei Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal die Bandbreite dynamisch angepasst wird. Dabei kann die geringere Bandbreite iterativ an die höhere Bandbreite angepasst werden. Weiterhin vorzugsweise ist die Filtereinheit dazu vorgesehen, bei der Filterung der Eingangssignale mit unterschiedlichen Gewichtungen keine Datenkompression vorzunehmen. Dadurch wird keine Rechenleistung beansprucht.A comparison unit is preferably provided for comparing the first and second output signals, the bandwidth being dynamically adapted if the second output signal deviates from the first output signal. The lower bandwidth can be iteratively adapted to the higher bandwidth. Furthermore, the filter unit is preferably provided in order not to undertake any data compression when filtering the input signals with different weightings. This means that no computing power is required.

Vorzugsweise ist die Filtereinheit dazu ausgebildet, die Eingangssignale an die erste Verarbeitungseinheit ungefiltert oder mit einem ersten Filtergrad und an die zumindest zweite Verarbeitungseinheit mit einem zweiten Filtergrad zu übermitteln. Vorzugsweise ist bei einem ersten Filtergrad oder ungefilterten Eingangssignalen die Bandbreite höher als bei einem zweiten Filtergrad.The filter unit is preferably designed to transmit the input signals to the first processing unit unfiltered or with a first degree of filtering and to the at least second processing unit with a second degree of filtering. In the case of a first degree of filtering or unfiltered input signals, the bandwidth is preferably higher than in the case of a second degree of filtering.

Vorzugsweise werden an die erste Verarbeitungseinheit die Eingangssignale mit voller Bandbreite übermittelt, wobei die Ausgangssignale der zweiten und ggf. der nachfolgenden Verarbeitungseinheiten lediglich zur Plausibilisierung bzw. Validierung der Ausgangssignale der ersten Verarbeitungseinheit herangezogen werden. Die Aktionen/Weiterverarbeitung können beispielsweise alleinig von den Ausgangssignalen der ersten Verarbeitungseinheit bestimmt werden.The input signals are preferably transmitted to the first processing unit with full bandwidth, the output signals of the second and possibly the subsequent processing units only being used for plausibility checking or validation of the output signals of the first processing unit. The actions / further processing can, for example, be determined solely by the output signals of the first processing unit.

Weiterhin bevorzugt ist die Filtereinheit dazu ausgebildet, bei Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal den zweiten Filtergrad zu einem zweiten Neufiltergrad zu reduzieren und ein neues zweites Ausgangssignal zu berechnen. Alternativ ist die Filtereinheit dazu ausgebildet, bei Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal, den zweiten Filtergrad iterativ zu einem zweiten Neufiltergrad zu reduzieren und ein neues zweites Ausgangssignal zu berechnen, so lange bis das erste Ausgangssignal mit dem zweiten Ausgangssignal übereinstimmt oder so lange bis der zweite Neufiltergrad dem ersten Filtergrad entspricht oder einer Nichtfilterung. Dabei ist eine Reduzierung des Filtergrades gleichzusetzen mit einer Erhöhung der Bandbreite.Furthermore, the filter unit is preferably designed to reduce the second filter degree to a second new filter degree and to calculate a new second output signal if the second output signal deviates from the first output signal. Alternatively, if the second output signal deviates from the first output signal, the filter unit is designed to iteratively reduce the second filter level to a second new filter level to calculate a new second output signal until the first output signal matches the second output signal or until the second new filter degree corresponds to the first filter degree or a non-filtering. A reduction in the degree of filtering is to be equated with an increase in the bandwidth.

Dadurch wird ein quasi-parallelverarbeitendes Verarbeitungssystem erzielt, welches dynamisch interagiert.As a result, a quasi-parallel processing system is achieved which interacts dynamically.

Vorzugsweise weist die erste und die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit eine identische oder kleinere Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale auf. Weiterhin kann die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, nicht genutzte Rechenkapazität dem Fahrzeug intern zur Verfügung zu stellen. Dadurch können beispielsweise nicht-Safety Anwendungen wie Multimediaanwendungen auf dieser nicht genutzten Rechenkapazität innerhalb der E/E-Architektur des Fahrzeugs ausgeführt werden.The first and the at least one second processing unit preferably have an identical or smaller computing capacity for processing the input signals. Furthermore, the at least one second processing unit can be designed to make unused computing capacity internally available to the vehicle. As a result, for example, non-safety applications such as multimedia applications can be executed on this unused computing capacity within the E / E architecture of the vehicle.

Alternativ weist die erste Verarbeitungseinheit eine erste Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale und die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit eine zweite Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale auf, wobei die zweite Rechenkapazität geringer als die erste Rechenkapazität ist. Durch diese Ausgestaltung können vor allem Kosten gespart werden, die ansonsten bei einer redundanten Verarbeitung anfallen.Alternatively, the first processing unit has a first computing capacity for processing the input signals and the at least one second processing unit has a second computing capacity for processing the input signals, the second computing capacity being less than the first computing capacity. Above all, this configuration enables costs to be saved that would otherwise be incurred with redundant processing.

Vorzugsweise sind die Eingangssignale als Bilder ausgebildet, wobei die Filtereinheit dazu ausgebildet ist, das ungefilterte Bild zu übermitteln oder eine Filterung des Bildes mit den ersten Filtergrad vorzunehmen, wobei der erste Filtergrad als eine erste Bildsegmentierung ausgebildet ist und die erste Bildsegmentierung als Eingangssignal zu übermitteln und wobei die Filtereinheit ferner dazu ausgebildet ist, eine Filterung des Bildes mit den zweiten Filtergrad vorzunehmen, wobei der zweite Filtergrad als eine zweite Bildsegmentierung ausgebildet ist und die zweite Bildsegmentierung als Eingangssignal zu übermitteln, wobei die zweite Bildsegmentierung größer ist als die erste Bildsegmentierung oder das ungefilterte Bild. Dabei findet jedoch auch hier keine Bildkompression statt. Hier wird als Filtergrad eine Bildsegmentierung herangezogen. Somit kann einfach eine Reduzierung der Bandbreite erzielt werden. The input signals are preferably designed as images, the filter unit being designed to transmit the unfiltered image or to filter the image with the first filter degree, the first filter degree being designed as a first image segmentation and the first image segmentation to be transmitted as an input signal and wherein the filter unit is further designed to filter the image with the second filter degree, the second filter degree being designed as a second image segmentation and to transmit the second image segmentation as an input signal, the second image segmentation being greater than the first image segmentation or the unfiltered one Image. However, there is no image compression here either. Image segmentation is used here as the filter level. A reduction in the bandwidth can thus be achieved in a simple manner.

Weiterhin vorzugsweise sind die Eingangssignale als Bilder, welche Pixel und Bit-Tiefe aufweisen, ausgebildet, wobei die erste Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet ist, das erste Ausgangssignal in Bezug auf ein Pixel und/oder Bit-Tiefe des Bildes zu bestimmen, wobei die zweite Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet ist, das zweite Ausgangssignal in Bezug auf dasselbe Pixel und/oder Bit-Tiefe des Bildes zu bestimmen, so dass für alle vorhandenen Pixel und/oder Bit-Tiefen des Bildes korrespondierende erste und zweite Ausgangssignale erzeugt sind und wobei die Vergleichseinheit dazu ausgebildet ist, die erzeugten Ausgangssignale Pixel- und/oder Bitweise miteinander zu vergleichen.Furthermore, the input signals are preferably designed as images which have pixel and bit depth, the first processing unit being designed to determine the first output signal in relation to a pixel and / or bit depth of the image, the second processing unit for this purpose is designed to determine the second output signal in relation to the same pixel and / or bit depth of the image, so that corresponding first and second output signals are generated for all existing pixels and / or bit depths of the image, and the comparison unit is designed to do so to compare the generated output signals pixel by pixel and / or bit by bit.

Die Bandbreite kann in diesem Fall durch eine unterschiedliche Bit-Tiefe ausgebildet sein. Die erste Verarbeitungseinheit kann dabei die Eingangssignale ungefiltert -also in voller Bandbreite erhalten. Beispielsweise erhält die zweite Verarbeitungseinheit die Eingangssignale in 50%-Filterung. Das bedeutet, dass die Auflösung der Bit-Tiefen halbiert wird, was ungefähr einer halben Nutzlast der Bilddaten entspricht. Die durch die erste und zweite Verarbeitungseinheit erzeugten Ausgangssignale werden beispielsweise pixelweise verglichen. Bei keiner Übereinstimmung kann die Auflösung das heißt die Bit-Tiefe der zweiten Verarbeitungseinheit sukzessive angepasst werden. Dadurch können beispielsweise Fehler ortsauflösend bestimmt werden. Im Vergleich dazu ist in konventionellen parallelprozessiertem Systeme die Fehlerdetektion ortsauflösend nicht möglich, da entweder die erste oder die zweite Verarbeitungseinheit einen Fehler aufweist.In this case, the bandwidth can be formed by a different bit depth. The first processing unit can receive the input signals unfiltered, i.e. in full bandwidth. For example, the second processing unit receives the input signals in 50% filtering. This means that the resolution of the bit depths is halved, which corresponds to approximately half the payload of the image data. The output signals generated by the first and second processing unit are compared, for example, pixel by pixel. If there is no match, the resolution, that is to say the bit depth, can be successively adapted to the second processing unit. In this way, for example, errors can be determined in a spatially resolving manner. In comparison to this, in conventional parallel-processed systems, the fault detection in a spatially resolving manner is not possible, since either the first or the second processing unit has a fault.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur redundanten Verarbeitung von Eingangssignalen, welches zur Durchführung auf einem wie oben beschriebenen Verarbeitungssystem ausgestaltet ist.The object is also achieved by a method for redundant processing of input signals, which is designed to be carried out on a processing system as described above.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Variationen hiervon können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird, zu verlassen.Further features, properties and advantages of the present invention emerge from the following description with reference to the accompanying figures. Variations therefrom can be derived by those skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention as defined by the following patent claims.

Die Figuren zeigen schematisch:

  • 1: eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems,
  • 2: eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems,
  • 3: eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems,
  • 4: eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems,
  • 5: Ausgangssignale in Bezug auf die jeweilige Verarbeitungseinheit,
  • 6: ein Bild mit einem zu erkennenden Objekt, durch Pixel dargestellt,
  • 7: das Bild von 6 mit unterschiedlicher Bandbreite,
  • 8: eine Häufigkeitstabelle.
The figures show schematically:
  • 1 : a first embodiment of a processing system according to the invention,
  • 2 : a further embodiment of a processing system according to the invention,
  • 3 : a further embodiment of a processing system according to the invention,
  • 4th : a further embodiment of a processing system according to the invention,
  • 5 : Output signals in relation to the respective processing unit,
  • 6th : an image with an object to be recognized, represented by pixels,
  • 7th : the picture of 6th with different bandwidth,
  • 8th : a frequency table.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems 1a. 1 shows a first embodiment of a processing system according to the invention 1a .

Dieses weist eine Filtereinheit 2 auf welche zum Empfang von Eingangssignalen ausgebildet ist. Die Eingangssignale können beispielsweise von Sensoren 3 /Aktoren erzeugt werden.This has a filter unit 2 which is designed to receive input signals. The input signals can come from sensors, for example 3 / Actuators are generated.

Dabei können das -nicht umfassend- Bildsensoren/Lidarsensoren/Radarsensoren sein aber auch akustische Sensoren, Beschleunigungssensoren oder eine Kombination hiervon sein.In this case, the - not encompassing - image sensors / lidar sensors / radar sensors can also be acoustic sensors, acceleration sensors or a combination thereof.

Die Filtereinheit 2 erhält dabei die identischen Eingangssignale.The filter unit 2 receives the identical input signals.

Die Filtereinheit 2 kann dabei je nach Art der empfangenen Eingangssignale ausgestaltet sein, beispielsweise als FPGA Baustein (Field Programmable Gate Array).The filter unit 2 can be designed depending on the type of input signals received, for example as an FPGA module (Field Programmable Gate Array).

Die Filtereinheit 2 ist dazu ausgebildet, identische Eingangssignale an eine erste Verarbeitungseinheit 4 und eine zweite Verarbeitungseinheit 5 zu übermitteln. Die Verarbeitungseinheiten können dabei Mikroprozessoren oder Controller, insbesondere ein so genannter Performance Controller, nämlich ein GPU (graphics processing unit) etc.sein. Der GPU selbst kann aus Multicore-Recheneinheiten bestehen.The filter unit 2 is designed to send identical input signals to a first processing unit 4th and a second processing unit 5 to submit. The processing units can be microprocessors or controllers, in particular a so-called performance controller, namely a GPU (graphics processing unit), etc. The GPU itself can consist of multicore computing units.

Dabei ist die Filtereinheit 2 ferner dazu ausgebildet, die identischen Eingangssignale in unterschiedlicher Bandbreite an die erste Verarbeitungseinheit 4 und die zweite Verarbeitungseinheit 5 zu übermitteln. Dazu werden die Eingangssignale mit unterschiedlicher Gewichtung gefiltert. Durch die Filterung wird jedoch keine Datenkompression durchgeführt; weder verlustfrei noch verlustbehaftet. Es wird lediglich eine gefilterte Datenbereitstellung ausgehend beispielsweise von einer Bild oder Pixel-Darstellung bereitgestellt.Here is the filter unit 2 also designed to send the identical input signals in different bandwidths to the first processing unit 4th and the second processing unit 5 to submit. For this purpose, the input signals are filtered with different weightings. However, the filtering does not perform any data compression; neither lossless nor lossy. Only a filtered data provision is provided on the basis of, for example, an image or pixel representation.

So erhält vorzugsweise die erste Verarbeitungseinheit 4 die Eingangssignale ungefiltert und die zweite Verarbeitungseinheit 5 beispielsweise mit einer 50% Filterung als zweiten Filtergrad. Dies bedeutet, dass die erste Verarbeitungseinheit 4 die Eingangssignale in voller Bandbreite erhält und die Auflösung der Eingangssignale für die zweite Verarbeitungseinheit 5 quasi halbiert werden. Die Eingangssignale werden sozusagen durch die Filtereinheit 2 „quasi“ abgeschnitten.So preferably receives the first processing unit 4th the input signals unfiltered and the second processing unit 5 for example with a 50% filtering as a second degree of filtering. This means that the first processing unit 4th receives the input signals in full bandwidth and the resolution of the input signals for the second processing unit 5 are almost halved. The input signals are so to speak through the filter unit 2 "Quasi" cut off.

Die erste Verarbeitungseinheit 4 und die zweite Verarbeitungseinheit 5 führen identische Funktionen (Applikationssoftware), vorzugsweise Safety Verarbeitungsschritte für Safety-Anwendungen, parallel aus und erzeugen so ein erstes und ein zweites Ausgangssignal, wobei der zweiten Verarbeitungseinheit 5 als Eingangssignal das Eingangssignal mit reduzierter Bandbreite vorliegt. Das heißt, es liegt eine redundante Verarbeitung identischer, in Bezug auf die Informationen, welche dem Eingangssignal zugrunde liegen, vor.The first processing unit 4th and the second processing unit 5 execute identical functions (application software), preferably safety processing steps for safety applications, in parallel and thus generate a first and a second output signal, the second processing unit 5 The input signal is the input signal with a reduced bandwidth. This means that redundant processing is identical with regard to the information on which the input signal is based.

Durch die reduzierte Bandbreite ist die zweite Verarbeitungseinheit 5 mit weniger Rechenkapazität als die erste Verarbeitungseinheit 4 ausgestaltet, das heißt, dass die erste Verarbeitungseinheit 4 eine erste Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale aufweist und die zweite Verarbeitungseinheit 5 eine zweite Rechenkapazität aufweist, wobei die zweite Rechenkapazität geringer als die erste Rechenkapazität ist.The second processing unit is due to the reduced bandwidth 5 with less computing capacity than the first processing unit 4th configured, that is, that the first processing unit 4th has a first computing capacity for processing the input signals and the second processing unit 5 has a second computing capacity, wherein the second computing capacity is less than the first computing capacity.

Durch diese Ausgestaltung können vor allem Kosten gespart werden, die ansonsten bei einer redundanten Verarbeitung anfallen.Above all, this configuration enables costs to be saved that would otherwise be incurred with redundant processing.

Anschließend wird das so erzeugte erste Ausgangssignal von der ersten Verarbeitungseinheit 4 und das zweite Ausgangssignal von der zweiten Verarbeitungseinheit 5 an eine Vergleichseinheit 6 übermittelt. In dieser werden die Ausgangssignale bei Übereinstimmung plausibilisiert und validiert.The first output signal generated in this way is then sent by the first processing unit 4th and the second output signal from the second processing unit 5 to a comparison unit 6th transmitted. In this, the output signals are checked for plausibility and validated if they match.

Dabei geben die Ausgangssignale an, ob ein Ereignis beispielsweise ein Objekt erkannt wurde oder nicht.The output signals indicate whether an event, for example an object, was detected or not.

Ist das erste Ausgangssignal „positiv“, das heißt liegt eine Erkennung eines Ereignisses vor und das zweite Ausgangssignal „negativ“, das heißt stimmen die beiden Ausgangssignale nicht überein, so wird davon ausgegangen, dass ein Fehler ganzheitlich oder lokal auf der ersten Verarbeitungseinheit 4 oder der zweiten Verarbeitungseinheit 5 vorliegt.If the first output signal is “positive”, that is, an event has been recognized, and the second output signal is “negative”, that is, if the two output signals do not match, then it is assumed that an error is holistic or local on the first processing unit 4th or the second processing unit 5 is present.

Bei einer solchen Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal kann die Bandbreite, hier der zweiten Verarbeitungseinheit 5, dynamisch (D) angepasst werden, in dem der zweite Filtergrad reduziert wird und so die Bandbreite der an die zweite Verarbeitungseinheit 5 übermittelten Eingangssignale erhöht wird, das heißt, dass beispielsweise die Auflösung erhöht wird.With such a deviation of the second output signal from the first output signal, the bandwidth, here of the second processing unit 5 , dynamic ( D. ) can be adjusted by reducing the second degree of filtering and thus the bandwidth of the second processing unit 5 transmitted input signals is increased, that is, for example, the resolution is increased.

Diese Erhöhung kann sukzessive vorgenommen werden, bis das Ergebnis des ersten Ausgangssignals und des zweiten Ausgangssignals übereinstimmen.This increase can be carried out successively until the result of the first output signal and the second output signal match.

Stimmen diese überein, so kann beispielsweise abhängig von der Art und Information des Ausgangssignals eine Aktion A/Weiterverarbeitung A durch das Fahrzeug oder den Fahrer vorgenommen werden.
Der zweite Filtergrad kann dabei manuell beispielsweise in Abhängigkeit von den Safety Anwendungen, die mittels des ersten Ausgangssignals eingestellt oder betrieben oder ausgeführt werden, gewählt werden.
If they match, an action can be taken, for example, depending on the type and information of the output signal A. / Further processing A be made by the vehicle or the driver.
The second degree of filtering can be selected manually, for example as a function of the safety applications that are set or operated or executed by means of the first output signal.

Alternativ kann der zweite Filtergrad durch ein künstliches neuronales Netz eingestellt werden.Alternatively, the second degree of filtering can be set by an artificial neural network.

Ebenfalls kann die sukzessive Erhöhung der Bandbreite bei Nichtübereinstimmung vorab eingestellt worden sein.Likewise, the successive increase in the bandwidth in the event of a mismatch can have been set in advance.

2 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems 1b. 2 shows a further embodiment of a processing system 1b according to the invention.

Dieses weist wie in 1 die Filtereinheit 2 auf, welche zum Empfang von Eingangssignalen ausgebildet ist. Die Eingangssignale können beispielsweise von Sensoren 3 /Aktoren erzeugt werden.As in 1 the filter unit 2 which is designed to receive input signals. The input signals can come from sensors, for example 3 / Actuators are generated.

Die Filtereinheit 2 erhält die identischen Eingangssignale.The filter unit 2 receives the identical input signals.

Die Filtereinheit 2 ist dazu ausgebildet, die identischen Eingangssignale in unterschiedlicher Bandbreite an die erste Verarbeitungseinheit 4 und die zweite Verarbeitungseinheit 5a zu übermitteln. Dazu werden die Eingangssignale mit unterschiedlicher Wichtung gefiltert.The filter unit 2 is designed to send the identical input signals in different bandwidths to the first processing unit 4th and the second processing unit 5a to submit. For this purpose, the input signals are filtered with different weightings.

So erhält vorzugsweise die erste Verarbeitungseinheit 4 die Eingangssignale ungefiltert und die zweite Verarbeitungseinheit 5a beispielsweise mit einer 50% Filterung als zweiten Filtergrad.So preferably receives the first processing unit 4th the input signals unfiltered and the second processing unit 5a for example with a 50% filtering as a second degree of filtering.

Alternativ kann ein erster Filtergrad vorgesehen sein, beispielsweise wenn die Ausgangsignale einer Nicht- Safety -Anwendung zur Verfügung gestellt werden. Hierbei ist jedoch der zweite Filtergrad höher als der erste Filtergrad; das heißt die erste Verarbeitungseinheit 4 empfängt die Eingangssignale mit einer höheren Bandbreite als die zweite Verarbeitungseinheit 5a.Alternatively, a first degree of filtering can be provided, for example if the output signals are made available to a non-safety application. Here, however, the second degree of filtering is higher than the first degree of filtering; that is, the first processing unit 4th receives the input signals with a higher bandwidth than the second processing unit 5a .

Die erste Verarbeitungseinheit 4 und die zweite Verarbeitungseinheit 5a führen identische Funktionen (Applikationssoftware), vorzugsweise Safety Verarbeitungsschritte für Safety -Anwendungen parallel aus und erzeugen so ein erstes und ein zweites Ausgangssignal, wobei der zweiten Verarbeitungseinheit 5a als Eingangssignal das Eingangssignal mit reduzierter Bandbreite vorliegt.The first processing unit 4th and the second processing unit 5a execute identical functions (application software), preferably safety processing steps for safety applications, in parallel and thus generate a first and a second output signal, the second processing unit 5a The input signal is the input signal with a reduced bandwidth.

In dem Verarbeitungssystem 1b weisen jedoch die erste Verarbeitungseinheit 4 und die zweite Verarbeitungseinheit 5a eine identische Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale auf. Durch die geringere Bandbreite der Eingangssignale, die an die zweite Verarbeitungseinheit 5a übermittelt werden, ist jedoch freie Rechenkapazität in der zweiten Verarbeitungseinheit 5a vorhanden.In the processing system 1b however, assign the first processing unit 4th and the second processing unit 5a an identical computing capacity for processing the input signals. Due to the lower bandwidth of the input signals that are sent to the second processing unit 5a are transmitted, however, there is free computing capacity in the second processing unit 5a available.

Diese kann beispielsweise dem Fahrzeug intern zur Verarbeitung von Daten/ Ausführen von Funktionen zur Verfügung gestellt werden, um beispielsweise andere Nicht-Safety-Anwendungen auszuführen, beispielsweise Multimediaanwendungen.This can for example be made available to the vehicle internally for processing data / executing functions, for example in order to execute other non-safety applications, for example multimedia applications.

Alternativ kann diese auch zur Verarbeitung von extern aufgenommenen Umfelddaten verwendet werden. Wird ein negatives Ereignis für beispielsweise einen anderen Verkehrsteilnehmer, beispielsweise ein Fahrzeug mit hohem Autonomielevel, festgestellt, so kann drahtlos eine Warnung an den anderen Verkehrsteilnehmer generiert werden.Alternatively, it can also be used to process externally recorded environmental data. If a negative event is detected for, for example, another road user, for example a vehicle with a high level of autonomy, a warning can be generated wirelessly to the other road user.

Ist das erste Ausgangssignal „positiv“, das heißt, liegt eine Erkennung eines Ereignisses vor und das zweite Ausgangssignal „negativ“, das heißt stimmen die beiden Ausgangssignale nicht überein, so wird davon ausgegangen, dass ein Fehler ganzheitlich oder lokal auf der ersten Verarbeitungseinheit 4 oder der zweiten Verarbeitungseinheit 5a vorliegt.If the first output signal is “positive”, that is, an event has been recognized, and the second output signal is “negative”, that is, if the two output signals do not match, it is assumed that an error is holistic or local on the first processing unit 4th or the second processing unit 5a is present.

Bei einer solchen Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal kann die Bandbreite dynamisch angepasst werden (D), in dem der zweite Filtergrad reduziert wird. Dadurch wird die Bandbreite der an die zweite Verarbeitungseinheit 5a übermittelten Eingangssignale erhöht, das heißt beispielsweise die Auflösung erhöht.In the event of such a deviation of the second output signal from the first output signal, the bandwidth can be adjusted dynamically ( D. ), in which the second degree of filtering is reduced. This increases the bandwidth of the second processing unit 5a transmitted input signals increased, that is, for example, increased the resolution.

Ist beispielsweise das Ausgangssignal ein Erkennen eines Objektes und das Eingangssignal ein Bild, welches durch die Eingangssignale Pixel und Bit-Tiefen des Bildes dargestellt wird, so kann die Häufigkeit ermittelt werden, mit der das Objekt in den einzelnen Bit-Tiefen und/oder Pixeln des Bildes durch die erste Verarbeitungseinheit 4 und mit der dasselbe Objekt in den einzelnen Bit-Tiefen und/oder Pixeln des Bildes durch die zweite Verarbeitungseinheit 5a wahrgenommen/erkannt wurde. Weicht diese Häufigkeit voneinander zu stark ab, so kann eine dynamische Erhöhung der Bandbreite vorgenommen werden.If, for example, the output signal is a recognition of an object and the input signal is an image that is represented by the input signals pixels and bit depths of the image, the frequency with which the object is in the individual bit depths and / or pixels of the can be determined Image by the first processing unit 4th and with the same object in the individual bit depths and / or pixels of the image by the second processing unit 5a was perceived / recognized. If these frequencies differ too greatly, the bandwidth can be increased dynamically.

Diese Erhöhung kann sukzessive vorgenommen werden, bis das Ergebnis des ersten Ausgangssignals und des zweiten Ausgangssignals übereinstimmen.
Der zweite Filtergrad kann manuell beispielsweise in Abhängigkeit von den Safety-Anwendungen, die mittels des ersten und zweiten Ausgangssignals eingestellt oder betrieben oder ausgeführt werden, gewählt werden. Alternativ kann der zweite Filtergrad durch ein künstliches neuronales Netz eingestellt werden.
This increase can be carried out successively until the result of the first output signal and the second output signal match.
The second degree of filtering can be selected manually, for example as a function of the safety applications that are set or operated or executed by means of the first and second output signals. Alternatively, the second degree of filtering can be set by an artificial neural network.

3 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems 1c. Dieses weist eine Filtereinheit 2 auf, welche hier als FGPA-Baustein ausgebildet ist. 3 shows a further embodiment of a processing system according to the invention 1c . This has a filter unit 2 on, which is designed here as an FGPA module.

Die Filtereinheit 2 empfängt als Eingangssignale Bilder, welche eine Bit-Tiefe und Pixel aufweisen, von Sensoren 3, welche hier als Bildkamera ausgebildet sind Dabei ist die Filtereinheit 2 ferner dazu ausgebildet, die identischen Eingangssignale in unterschiedlicher Bandbreite an die erste Verarbeitungseinheit 4a und die zweite Verarbeitungseinheit 5b zu übermitteln. Dabei wird zumindest das Bild an die zweite Verarbeitungseinheit 5b mit reduzierter Bandbreite übermittelt.The filter unit 2 receives as input signals images that have a bit depth and pixels from sensors 3 , which are designed here as an image camera. The filter unit is here 2 also designed to send the identical input signals in different bandwidths to the first processing unit 4a and the second processing unit 5b to submit. At least the image is sent to the second processing unit 5b transmitted with reduced bandwidth.

Um eine reduzierte Bandbreite zu erhalten, werden die Bilder in der Filtereinheit 2 segmentiert, das heißt der Bilderrahmen in dem das Bild ausgewertet wird, ist unterschiedlich groß oder es werden nur bestimmte Stellen auf dem Bild ausgewertet. Eine Bildkompression findet nach wie vor nicht statt. Daher wird keine zusätzliche Rechenleistung beansprucht.In order to obtain a reduced bandwidth, the images are in the filter unit 2 segmented, i.e. the picture frame in which the image is evaluated is of different size or only certain areas on the image are evaluated. Image compression still does not take place. Therefore, no additional computing power is required.

So erhält vorzugsweise die erste Verarbeitungseinheit 4a das Bild vollständig, das heißt unsegmentiert mit voller Bandbreite ungefiltert und die zweite Verarbeitungseinheit 5b mit einer vorab bestimmtem Bildsegmentierung.So preferably receives the first processing unit 4a the image completely, i.e. unsegmented with full bandwidth unfiltered and the second processing unit 5b with a predetermined image segmentation.

Ebenfalls kann hier die zweite Verarbeitungseinheit 5b mit weniger Rechenkapazität ausgeführt sein, was zu einem billigeren Gesamtsystem führt oder mit gleicher Rechenkapazität, welche intern zur Verarbeitung von Daten oder Ausführen einer vorzugsweise Nicht-Safety- Anwendung bereitgestellt werden kann.The second processing unit can also be used here 5b be designed with less computing capacity, which leads to a cheaper overall system or with the same computing capacity, which can be provided internally for processing data or executing a preferably non-safety application.

Dabei können beispielsweise die Ausgangssignale angeben, ob ein Ereignis beispielsweise ein Objekt /Fahrzeug im Bild erkannt wurde oder nicht.For example, the output signals can indicate whether an event, for example an object / vehicle, was detected in the image or not.

Ist das erste Ausgangssignal „positiv“, das heißt liegt eine Erkennung eines Ereignisses vor und das zweite Ausgangssignal „negativ“, das heißt stimmen die beiden Ausgangssignale nicht überein, so wird davon ausgegangen, dass ein Fehler ganzheitlich oder lokal auf der ersten Verarbeitungseinheit 4a oder der zweiten Verarbeitungseinheit 5b vorliegt.If the first output signal is “positive”, that is, an event has been recognized, and the second output signal is “negative”, that is, if the two output signals do not match, then it is assumed that an error is holistic or local on the first processing unit 4a or the second processing unit 5b is present.

Bei einer solchen Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal kann die Bandbreite dynamisch angepasst werden (D), in dem das Bild für die zweite Verarbeitungseinheit 5b weniger segmentiert wird. Durch diese geringere Segmentierung wird die Bandbreite der Eingangssignale für die zweite Verarbeitungseinheit 5b erhöht.In the event of such a deviation of the second output signal from the first output signal, the bandwidth can be adjusted dynamically ( D. ), in which the image for the second processing unit 5b segmented less. This lower segmentation increases the bandwidth of the input signals for the second processing unit 5b elevated.

Ist beispielsweise das Ausgangssignal ein Erkennen eines Objektes und das Eingangssignal ein Bild, so kann die Häufigkeit ermittelt werden, wie oft ein Objekt als erstes Ausgangssignal und wie oft dasselbe Objekt als zweites Ausgangssignal beispielsweise bezogen auf die einzelnen Bit-Tiefen und/oder Pixeln des Bildes wahrgenommen/erkannt wurden. Weicht diese Häufigkeit voneinander zu stark ab, so kann die dynamische Erhöhung der Bandbreite vorgenommen werden.
Diese Erhöhung kann sukzessive vorgenommen werden, bis das Ergebnis des ersten Ausgangssignals und des zweiten Ausgangssignals übereinstimmen.
For example, if the output signal is a recognition of an object and the input signal is an image, the frequency can be determined, how often an object is the first output signal and how often the same object is the second output signal, for example based on the individual bit depths and / or pixels of the image were perceived / recognized. If these frequencies differ too greatly, the bandwidth can be increased dynamically.
This increase can be carried out successively until the result of the first output signal and the second output signal match.

Stimmen die Ergebnisse überein, so kann abhängig vom Ausgangssignal eine weitere Aktion/Weiterverarbeitung A vorgenommen werden.If the results match, further action / further processing can take place depending on the output signal A. be made.

Beispielsweise kann bei erkannten nahem Vorderfahrzeug eine Bremsung von seitens des Fahrzeugs vorgenommen werden.For example, if the vehicle in front is recognized, braking can be carried out by the vehicle.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems 1d. 4th shows a further embodiment of a processing system according to the invention 1d .

Dieses weist die Filtereinheit 2 auf, welche hier als FGPA-Baustein ausgebildet ist. Ferner ist hier ebenfalls eine Bildkamera als Sensor 3 zur Erzeugung von Bilder vorgesehen. Die Bildinformationen der Kamera bei Bildaufnahmen sind für den Serienstand im YUV Format mit einer Bit-Tiefe von Y=12bit, U=8bit und V=8bit und in Pixeln vorgesehen.This indicates the filter unit 2 on, which is designed here as an FGPA module. Furthermore, there is also an image camera as a sensor 3 intended for the generation of images. The image information of the camera for image recordings is provided for the series status in YUV format with a bit depth of Y = 12bit, U = 8bit and V = 8bit and in pixels.

Die erste Verarbeitungseinheit 4a erhält als Eingangssignale die Bilder (Bilddaten) ungefiltert, also in voller Bandbreite.The first processing unit 4a receives the images (image data) as input signals unfiltered, i.e. in full bandwidth.

Ferner erhält die zweite Verarbeitungseinheit 5b als Eingangssignale die Bilder (Bilddaten) gefiltert, also mit reduzierter Bandbreite. Der zweite Filtergrad wird so eingestellt, dass die Eingangssignale mit 60% der vollen Bandbreite übermittelt werden. Das bedeutet, dass die Auflösung im YUV Farbraum nahezu halbiert wird, was ungefähr der halben Nutzlast der Bilddaten entspricht.The second processing unit also receives 5b the images (image data) are filtered as input signals, i.e. with a reduced bandwidth. The second filter level is set so that the input signals are transmitted with 60% of the full bandwidth. This means that the resolution in the YUV color space is almost halved, which corresponds to roughly half the payload of the image data.

Ferner ist eine dritte Verarbeitungseinheit 7 vorgesehen mit einem dritten Filtergrad, welcher höher ist als der zweite Filtergrad.There is also a third processing unit 7th provided with a third degree of filtering, which is higher than the second degree of filtering.

Der dritte Filtergrad wird so eingestellt, dass die Eingangssignale mit 30% der vollen Bandbreite übermittelt werden.The third degree of filtering is set so that the input signals are transmitted with 30% of the full bandwidth.

Ferner ist eine weitere x- Verarbeitungseinheit 8 vorgesehen, wobei x für eine beliebige Anzahl an Verarbeitungseinheiten steht. Diese weist/weisen einen x-ten Filtergrad auf, welcher jeweils höher (also jeweils eine geringere Bandbreite) ist als der vorherige, (x-1)- Filtergrad ist. Der x- Filtergrad wird so eingestellt, dass die Eingangssignale mit x% der vollen Bandbreite übermittelt werden.There is also a further x processing unit 8th provided, where x stands for any number of processing units. This has / have an x-th filter degree which is higher (that is, in each case a lower bandwidth) than the previous (x-1) filter degree. The x filter degree becomes like this set so that the input signals are transmitted with x% of the full bandwidth.

Als Ausgangssignal wird hier beispielsweise das Erkennen eines Objektes in den Eingangssignalen angenommen.The recognition of an object in the input signals is assumed here as the output signal.

Die erste Verarbeitungseinheit 4a, die zweite Verarbeitungseinheit 5b, die dritte Verarbeitungseinheit 7 und die x-te Verarbeitungseinheit 8 ermitteln durch Anwenden derselben Funktion, das heißt derselben identischen Applikationssoftware das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal, das dritte Ausgangssignal und das x-te Ausgangssignal. Durch Verwenden derselben Applikationssoftware wird die Komplexität des Systems gesenkt.The first processing unit 4a , the second processing unit 5b , the third processing unit 7th and the nth processing unit 8th determine the first output signal, the second output signal, the third output signal and the x-th output signal by using the same function, i.e. the same identical application software. Using the same application software reduces the complexity of the system.

Die Verwendung der identischen Applikationssoftware hat zudem den Vorteil, dass keine Applikationssoftware-Balancing vonnöten ist, da beispielsweise alle Fahrerassistenzsystem - Fahrfunktionen oder Autonomie - Fahrfunktionen von der ersten Verarbeitungseinheit 4a abhängen.The use of the identical application software also has the advantage that no application software balancing is necessary since, for example, all driver assistance systems - driving functions or autonomy - driving functions are carried out by the first processing unit 4a depend.

Liegen die Ausgangssignale vor, werden sie miteinander verglichen und plausibilisiert. Das Plausibilisieren bedeutet auch eine Validierung der Ausgangssignale. Das Erkennen oder Nichterkennen in der ersten Verarbeitungseinheit 4a, der zweiten Verarbeitungseinheit 5b der dritten Verarbeitungseinheit 7 und der x-ten Verarbeitungseinheit 8 kann in einer Häufigkeitstabelle erfasst werden.If the output signals are available, they are compared with one another and checked for plausibility. The plausibility check also means a validation of the output signals. The recognition or non-recognition in the first processing unit 4a , the second processing unit 5b the third processing unit 7th and the nth processing unit 8th can be recorded in a frequency table.

5 zeigt ein solches erkennen der Ausgangssignale in Bezug auf die jeweilige Verarbeitungseinheit beispielhaft. Hierbei wird an die erste Verarbeitungseinheit 4a 100% des Bildes übermittelt (ungefiltert, volle Bandbreite), an die zweite Verarbeitungseinheit 5b lediglich 60 % des Bildes (Gefiltert, reduzierte Bandbreite) an die dritte Verarbeitungseinheit 7 lediglich 30 % des Bildes (Gefiltert, reduzierte Bandbreite) und an die x-te Verarbeitungseinheit 8 am wenigstens, nämlich x-% des Bildes. Da das Bild mit Pixeln und Bit-Tiefen übermittelt wird, werden also an die erste Verarbeitungseinheit 4a alle Pixel und Bit-Tiefen übermittelt und an die x-te Verarbeitungseinheit 8 am wenigsten Bit-Tiefen (oder Pixel). 5 shows such a recognition of the output signals in relation to the respective processing unit by way of example. This is done to the first processing unit 4a 100% of the image transmitted (unfiltered, full bandwidth) to the second processing unit 5b only 60% of the image (filtered, reduced bandwidth) to the third processing unit 7th only 30% of the image (filtered, reduced bandwidth) and to the umpteenth processing unit 8th at least, namely x% of the image. Since the image is transmitted with pixels and bit depths, the first processing unit 4a all pixels and bit depths are transmitted to the nth processing unit 8th least bit depths (or pixels).

Anschließend wird die Häufigkeit ermittelt, mit welchen das Objekt in den Bild bezogen auf die Pixel und die Bit-Tiefe von der ersten Verarbeitungseinheit 4a, der zweiten Verarbeitungseinheit 5b, der dritten Verarbeitungseinheit 7 und der x-ten Verarbeitungseinheit 8 erkannt wird.Then the frequency with which the object in the image is determined in relation to the pixels and the bit depth by the first processing unit 4a , the second processing unit 5b , the third processing unit 7th and the nth processing unit 8th is recognized.

Ferner zeigt 5 die Häufigkeit M der Erkennung in Abhängigkeit von dem YUV Format mit einer Bit-Tiefe von Y=3bit, U=3bit und V=3bit und der ersten Verarbeitungseinheit 4a, der zweiten Verarbeitungseinheit 5b, der dritten Verarbeitungseinheit 7 und der x-te Verarbeitungseinheit 8 an.Also shows 5 the frequency M of the recognition as a function of the YUV format with a bit depth of Y = 3bit, U = 3bit and V = 3bit and the first processing unit 4a , the second processing unit 5b , the third processing unit 7th and the nth processing unit 8th at.

6 zeigt ein Bild mit einem zu erkennenden Objekt, welches durch Pixel dargestellt wird. Einige dieser Pixel weisen hier das zu erkennende Objekt auf, während andere dies nicht aufweisen. 6th shows an image with an object to be recognized, which is represented by pixels. Some of these pixels have the object to be recognized here, while others do not.

Somit kann Pixelweise untersucht werden, ob die jeweilige Verarbeitungseinheit 4a,5b, 7,8 das Objekt in denselben Pixeln erkennt oder nicht. Da die Verarbeitungseinheiten 4a,5b, 7,8 zwar dieselbe Verarbeitungsfunktion (Applikationssoftware) verwenden, jedoch nicht dieselbe Bandbreite kann es trotz identischer Verarbeitungsfunktion zu unterschiedlichen Ausgangssignalen bezogen auf die einzelnen Pixeln kommen.It can thus be examined pixel by pixel whether the respective processing unit 4a , 5b , 7,8 detects the object in the same pixels or not. As the processing units 4a , 5b , 7,8 use the same processing function (application software), but not the same bandwidth, despite the identical processing function, different output signals can occur in relation to the individual pixels.

Liegt die Veränderung der Bandbreite nicht in den Bit-Tiefen, sondern in einer unterschiedlichen Segmentierung, so kann beispielsweise sein, dass die x-te Verarbeitungseinheit 8 bei starker Segmentierung gar keine oder wenig positive Übereinstimmungen mehr aufweist. If the change in bandwidth is not in the bit depths, but in a different segmentation, it can be, for example, that the nth processing unit 8th in the case of strong segmentation, no longer has any or only few positive matches.

7 zeigt das Bild von 6 stark segmentiert, welches an die x-te Verarbeitungseinheit 8 übermittelt wird. 7th shows the picture of 6th heavily segmented, which is sent to the umpteenth processing unit 8th is transmitted.

8 zeigt die Häufigkeit von 5 als Häufigkeitstabelle für die erste Verarbeitungseinheit 4a, die zweite Verarbeitungseinheit 5b und die dritte Verarbeitungseinheit 7 an. Der Häufigkeitstabelle entsprechend, ob das erste Ausgangssignal der ersten Verarbeitungseinheit 4a mit den Ausgangssignal der zweiten Verarbeitungseinheit 5b und der dritten Verarbeitungseinheit 7 in den einzelnen Bit-Tiefen und/ oder Pixeln übereinstimmt, das heißt beispielsweise hier ob ein Objekt erkannt wurde oder nicht, wird eine Plausibilisierung vorgenommen. Ist das erste Ausgangssignal bezogen auf ein Bit/Pixel der ersten Verarbeitungseinheit 4a „positiv“, und beispielsweise die Ergebnisse von den anderen Verarbeitungseinheiten 5b,7 „negativ“, so wird davon ausgegangen, dass ein Fehler ganzheitlich oder lokal auf einer der Verarbeitungseinheiten 4a, 5b, 7 vorliegt (Reihe 2,Reihe 6). 8th shows the frequency of 5 as a frequency table for the first processing unit 4a , the second processing unit 5b and the third processing unit 7th at. According to the frequency table, whether the first output signal of the first processing unit 4a with the output signal of the second processing unit 5b and the third processing unit 7th corresponds in the individual bit depths and / or pixels, that is to say, for example, whether or not an object has been recognized, a plausibility check is carried out. Is the first output signal related to a bit / pixel of the first processing unit 4a “Positive”, and for example the results from the other processing units 5b , 7th "Negative", it is assumed that an error is holistic or local on one of the processing units 4a , 5b , 7th is available (row 2, row 6).

Sukzessiv-iterativ wird der Filtergrad der zweiten Verarbeitungseinheit 5b herabgesetzt, das heißt dass ein größere Bandbreite vorliegt bzw. die Eingangssignale mit einer größeren Bandbreite übermittelt werden, bis zu einem Wert, bis das Ausgangssignal mit dem ersten Ausgangssignal bezogen auf die Bit-Tiefe/Pixel übereinstimmt. Findet keine Übereinstimmung statt, so wird auch die dritte Verarbeitungseinheit 7 weniger gefiltert. Das Verfahren ist für die weiteren Verarbeitungseinheiten 8 etc. gleich.The degree of filtering of the second processing unit is successively iterative 5b reduced, that is, there is a larger bandwidth or the input signals are transmitted with a larger bandwidth, up to a value until the output signal corresponds to the first output signal in terms of bit depth / pixel. If there is no match, the third processing unit will also 7th less filtered. The procedure is for the other processing units 8th etc. same.

Ist das erste Ausgangssignal bezogen auf das einzelne Bit und/oder Pixel gleich „negativ“, aber die Ausgangssignale der zweiten Verarbeitungseinheit 5a und der dritten Verarbeitungseinheit 7 „positiv“ (Reihe 6 in der Tabelle von 8), kann der Fehler ortsauflösend bestimmt werden. Es kann aber auch eine defekte erste Verarbeitungseinheit 4a vorliegen oder die Bilder fehlerhaft übermittelt werden.If the first output signal is equal to “negative” in relation to the individual bit and / or pixel, but the output signals of the second processing unit 5a and the third processing unit 7th "Positive" (row 6 in the table of 8th ), the error can be determined spatially resolved. But it can also be a defective first processing unit 4a exist or the images are incorrectly transmitted.

Sind die Ausgangssignale bei allen Verarbeitungseinheiten 4a,5b,7 „positiv“, so arbeitet zumindest die dritte Verarbeitungseinheit 7 mit einer zu hohen Auflösung und benötigt daher zu viel Ressourcen für die Bildverarbeitung. Dies ist in der Reihe 7 der Tabelle in 8 gezeigt. Dies bedeutet unter anderem eine erhöhte Wärmeabgabe, welche zu einer geringeren Lebensdauer des Verarbeitungssystems 1d führen kann, bevorzugt dann, wenn alle Verarbeitungseinheiten 4a,5b,7 in Nachbarschaft angeordnet sind.
Die Wahrscheinlichkeiten eines fehlerrechneten Wertes in einem Verarbeitungssystem 1d mit x-fachen ausgeführten Verarbeitungseinheiten ist damit 1/x. Dadurch liegen unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten bzw. eine ungleiche Wahrscheinlichkeitsverteilung vor.
Are the output signals at all processing units 4a , 5b , 7th "Positive", at least that is how the third processing unit works 7th with too high a resolution and therefore requires too many resources for image processing. This is in turn 7th the table in 8th shown. This means, among other things, an increased heat emission, which leads to a shorter service life of the processing system 1d can lead, preferably when all processing units 4a , 5b , 7th are arranged in the vicinity.
The probabilities of an error calculated value in a processing system 1d with x-times executed processing units is thus 1 / x. This means that there are different probabilities or an unequal probability distribution.

In einem konventionellen parallelprozessiertem System ist die Fehlerdetektion ortsauflösend nicht möglich, da die Verarbeitungseinheiten nur als gesamtes betrachtet werden und somit nur erkannt wird, dass eine der Verarbeitungseinheiten oder beide einen Fehler aufweisen. Gemäß der Erfindung ist es möglich die Fehler in einer n-fachen GPU Anordnung ortsauflösend zu detektieren. Dadurch können gezielt mit unterschiedlichen Filterungsstufen der Fehler kompensiert werden, ohne dass das Gesamtsystem fehlerbedingt beeinträchtigt wird.In a conventional parallel-processed system, the fault detection is not possible in a spatially resolving manner, since the processing units are only viewed as a whole and it is therefore only recognized that one of the processing units or both have an error. According to the invention, it is possible to detect the errors in an n-fold GPU arrangement in a spatially resolving manner. As a result, the error can be compensated for in a targeted manner with different filtering levels without the overall system being impaired as a result of the error.

Einer Reduzierung des Filtergrades kann bei Bildern durch eine geringere Bildsegmentierung erfolgen oder durch eine höhere Auflösung.The degree of filtering can be reduced for images by lowering the image segmentation or by using a higher resolution.

Die erste Verarbeitungseinheit 4 kann eine erste Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale, die zweite Verarbeitungseinheit 5b eine zweite Rechenkapazität und die dritte Verarbeitungseinheit 7 und die x-te Verarbeitungseinheit 8 eine x-te Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale aufweisen, wobei die zweite Rechenkapazität geringer als die erste Rechenkapazität ist, die dritte geringer als die zweite Rechenkapazität ist und die x-te Rechenkapazität geringer als die (x-1)- Rechenkapazität ist.The first processing unit 4th can have a first computing capacity for processing the input signals, the second processing unit 5b a second computing capacity and the third processing unit 7th and the nth processing unit 8th have an x-th computing capacity for processing the input signals, the second computing capacity being less than the first computing capacity, the third being less than the second computing capacity and the x-th computing capacity being less than the (x-1) computing capacity.

Dadurch können Kosten gespart werden.This can save costs.

Alternativ können jedoch die erste Verarbeitungseinheit 4a und die zweite Verarbeitungseinheit 5b und die dritte Verarbeitungseinheit 7 und die x-te Verarbeitungseinheit 8 eine identische Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale aufweisen. Durch die geringere Bandbreite der Eingangssignale welche an die zweite Verarbeitungseinheit 5a übermittelt werden, ist jedoch freie Rechenkapazität vorhanden. Selbiges gilt für die dritte Verarbeitungseinheit 7 und die x-te Verarbeitungseinheit 8. Diese freie Rechenkapazität kann dem Fahrzeug zur anderweitigen Nutzung zur Verfügung gestellt werden.Alternatively, however, the first processing unit 4a and the second processing unit 5b and the third processing unit 7th and the nth processing unit 8th have an identical computing capacity for processing the input signals. Due to the lower bandwidth of the input signals which are sent to the second processing unit 5a are transmitted, but there is free computing capacity available. The same applies to the third processing unit 7th and the nth processing unit 8th . This free computing capacity can be made available to the vehicle for other use.

Die Verarbeitungseinheiten sind in der Lage die (einzelnen) Rechenleistungen im Voraus zu ermitteln und die Filtergrade im Voraus zu bestimmen bzw. die einzelnen GPUs dementsprechend anzusteuern. Somit wird nicht reaktiv auf einen Fehler oder auf die Fehlerhäufigkeit die Filtergrade konfiguriert, sondern die Konfiguration verläuft entsprechend präventiv.The processing units are able to determine the (individual) computing power in advance and to determine the filter degrees in advance or to control the individual GPUs accordingly. Thus, the filter degrees are not configured reactively to an error or to the error frequency, but the configuration is preventive.

Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens bei der Fehlerbestimmung ist, dass den Berechnungen unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten bzw. mit ungleiche Wahrscheinlichkeitsverteilungen zugrunde liegen.One advantage of the present method when determining errors is that the calculations are based on different probabilities or with unequal probability distributions.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1a-1d1a-1d
VerarbeitungssystemProcessing system
22
FiltereinheitFilter unit
33rd
SensorenSensors
4,4a4,4a
erste Verarbeitungseinheitfirst processing unit
5,5a,5b5,5a, 5b
zweite Verarbeitungseinheitsecond processing unit
66th
VergleichseinheitComparison unit
77th
dritte Verarbeitungseinheitthird processing unit
88th
x-te Verarbeitungseinheit 8x-th processing unit 8
AA.
Aktionaction
DD.
Dynamische Anpassung der BandbreiteDynamic adjustment of the bandwidth

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 1997006487 A1 [0006]WO 1997006487 A1 [0006]
  • EP 2693278 B1 [0007]EP 2693278 B1 [0007]

Claims (15)

Verarbeitungssystem (1a,1b,1c,1d) umfassend eine erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b), welche zur parallelen Verarbeitung von Eingangssignalen ausgebildet sind, wobei die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) zur redundanten Verarbeitung identischer Eingangssignale zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Ausgangssignals ausgebildet sind, wobei das erste Ausgangssignal durch die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und das zweite Ausgangssignal durch die zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) erzeugt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Filtereinheit (2) vorgesehen ist, welche die identischen Eingangssignale mit einer ersten Bandbreite an die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und mit einer zweiten Bandbreite an die zumindest zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) übermittelt, wobei die erste und die zweite Bandbreite unterschiedlich sind.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) comprising a first processing unit (4,4a) and at least one second processing unit (5,5a, 5b), which are designed for the parallel processing of input signals, wherein the first processing unit (4,4a) and the at least one second processing unit (5, 5a, 5b) is designed for redundant processing of identical input signals to generate a first and a second output signal, the first output signal by the first processing unit (4,4a) and the second output signal by the second processing unit (5, 5a, 5b), characterized in that a filter unit (2) is provided which sends the identical input signals with a first bandwidth to the first processing unit (4, 4a) and with a second bandwidth to the at least second processing unit ( 5, 5a, 5b), the first and second bandwidths being different. Verarbeitungssystem (1a,1b,1c,1d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (2) dazu ausgebildet ist, die Eingangssignale mit unterschiedlichen Gewichtungen zu filtern.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to Claim 1 , characterized in that the filter unit (2) is designed to filter the input signals with different weightings. Verarbeitungssystem (1a, 1b, 1c, 1d) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (2) dazu vorgesehen ist, bei der Filterung der Eingangssignale mit unterschiedlichen Gewichtungen keine Datenkompression vorzunehmen.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to Claim 2 , characterized in that the filter unit (2) is provided for the purpose of not undertaking any data compression when filtering the input signals with different weightings. Verarbeitungssystem (1a,1b,1c,1d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vergleichseinheit (6) vorgesehen ist, zum Vergleich der ersten Ausgangssignale und zweiten Ausgangssignale, wobei bei Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal die Bandbreite dynamisch angepasst wird.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to one of the preceding claims, characterized in that a comparison unit (6) is provided for comparing the first output signals and second output signals, the bandwidth being dynamically adjusted if the second output signal differs from the first output signal will. Verarbeitungssystem (1a,1b,1c,1d) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (2) dazu ausgebildet ist, die Eingangssignale an die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) ungefiltert oder mit einem ersten Filtergrad und an die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) mit einem zweiten Filtergrad zu übermitteln.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to Claim 4 , characterized in that the filter unit (2) is designed to send the input signals to the first processing unit (4, 4a) unfiltered or with a first filter level and to the at least one second processing unit (5, 5a, 5b) with a second filter level to transfer. Verarbeitungssystem (1a,1b,1c,1d) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ersten Filtergrad oder ungefilterten Eingangssignalen die Bandbreite höher ist als bei einem zweiten Filtergrad.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to Claim 5 , characterized in that with a first degree of filtering or unfiltered input signals, the bandwidth is higher than with a second degree of filtering. Verarbeitungssystem (1a,1b,1c,1d) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (2) dazu ausgebildet ist, bei Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal den zweiten Filtergrad zu einem zweiten Neufiltergrad zu reduzieren und ein neues zweites Ausgangssignal zu berechnen.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to Claim 6 , characterized in that the filter unit (2) is designed to reduce the second filter degree to a second new filter degree and to calculate a new second output signal if the second output signal deviates from the first output signal. Verarbeitungssystem (1a,1b,1c,1d) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (2) dazu ausgebildet ist, bei Abweichung des zweiten Ausgangssignals vom ersten Ausgangssignal, den zweiten Filtergrad iterativ zu einem zweiten Neufiltergrad zu reduzieren und ein neues zweites Ausgangssignal zu berechnen, so lange bis das erste Ausgangssignal mit dem zweiten Ausgangssignal übereinstimmt oder so lange bis der zweite Neufiltergrad dem ersten Filtergrad entspricht oder einer Nichtfilterung.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to Claim 6 , characterized in that the filter unit (2) is designed to iteratively reduce the second filter level to a second new filter level when the second output signal deviates from the first output signal and to calculate a new second output signal until the first output signal matches the second Output signal matches or until the second new filter degree corresponds to the first filter degree or a non-filtering. Verarbeitungssystem (1a,1b,1c,1d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) und die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) eine identische Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale aufweist.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to one of the preceding claims, characterized in that the first processing unit (4, 4a) and the at least one second processing unit (5, 5a, 5b) have identical computing capacity for processing the input signals. Verarbeitungssystem (1a, 1b, 1c, 1d) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) dazu ausgebildet ist, nicht genutzte Rechenkapazität dem Fahrzeug intern zur Verfügung zu stellen.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to Claim 9 , characterized in that the at least one second processing unit (5, 5a, 5b) is designed to make unused computing capacity internally available to the vehicle. Verarbeitungssystem (1a, 1b, 1c,1d) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) dazu ausgebildet ist, nicht genutzte Rechenkapazität für nicht-Safety Anwendungen zu verwenden.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to Claim 9 or 10 , characterized in that the second processing unit (5, 5a, 5b) is designed to use unused computing capacity for non-safety applications. Verarbeitungssystem (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) eine erste Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale aufweist und die zumindest eine zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) eine zweite Rechenkapazität zur Verarbeitung der Eingangssignale aufweist, wobei die zweite Rechenkapazität geringer als die erste Rechenkapazität ist.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to one of the preceding Claims 1 until 8th , characterized in that the first processing unit (4,4a) has a first computing capacity for processing the input signals and the at least one second processing unit (5,5a, 5b) has a second computing capacity for processing the input signals, the second computing capacity being less than that first computing capacity is. Verarbeitungssystem (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale als Bilder ausgebildet sind, wobei die Filtereinheit (2) dazu ausgebildet ist, das ungefilterte Bild zu übermitteln oder eine Filterung des Bildes mit den ersten Filtergrad vorzunehmen, wobei der erste Filtergrad als eine erste Bildsegmentierung ausgebildet ist und die erste Bildsegmentierung als Eingangssignal zu übermitteln und wobei die Filtereinheit (2) ferner dazu ausgebildet ist, eine Filterung des Bildes mit den zweiten Filtergrad vorzunehmen, wobei der zweite Filtergrad als eine zweite Bildsegmentierung ausgebildet ist und die zweite Bildsegmentierung als Eingangssignal zu übermitteln, wobei die zweite Bildsegmentierung größer ist als die erste Bildsegmentierung oder das ungefilterte BildProcessing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to one of the preceding claims, characterized in that the input signals are designed as images, the filter unit (2) being designed to transmit the unfiltered image or to filter the image with the first Carry out filtering degree, wherein the first filtering degree is designed as a first image segmentation and to transmit the first image segmentation as an input signal and wherein the filter unit (2) is also designed to filter the image with the second filtering degree, the second filtering degree as a second Image segmentation is formed and the second image segmentation as an input signal transmit, wherein the second image segmentation is greater than the first image segmentation or the unfiltered image Verarbeitungssystem (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale als Bilder, welche Pixel und Bit-Tiefe aufweisen, ausgebildet sind, wobei die erste Verarbeitungseinheit (4,4a) dazu ausgebildet ist, das erste Ausgangssignal in Bezug auf ein Pixel und/oder Bit-Tiefe des Bildes zu bestimmen, wobei die zweite Verarbeitungseinheit (5,5a,5b) dazu ausgebildet ist, das zweite Ausgangssignal in Bezug auf dasselbe Pixel und/oder Bit-Tiefe des Bildes zu bestimmen, so dass für alle vorhandenen Pixel und/oder Bit-Tiefen des Bildes korrespondierende erste und zweite Ausgangssignale erzeugt sind und wobei die Vergleichseinheit dazu ausgebildet ist, die erzeugten Ausgangssignale Pixel- und/oder Bitweise miteinander zu vergleichen.Processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to one of the preceding claims, characterized in that the input signals are designed as images which have pixel and bit depth, the first processing unit (4,4a) being designed to do the to determine the first output signal with respect to a pixel and / or bit depth of the image, the second processing unit (5, 5a, 5b) being designed to assign the second output signal with respect to the same pixel and / or bit depth of the image so that corresponding first and second output signals are generated for all existing pixels and / or bit depths of the image, and the comparison unit is designed to compare the generated output signals with one another pixel and / or bit by bit. Verfahren zur redundanten Verarbeitung von Eingangssignalen, welches zur Durchführung auf einem Verarbeitungssystem (1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.Method for redundant processing of input signals, which is designed to be carried out on a processing system (1a, 1b, 1c, 1d) according to one of the preceding claims.
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US11577617B2 (en) * 2020-04-22 2023-02-14 Nxp Usa, Inc. Dynamic safe state control of electrical motor based on vehicle speed

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