DE102020215565A1 - Method for bringing a vehicle into a safe condition - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Überführen eines Fahrzeugs (9) in einen sicheren Zustand wird das Fahrzeug (9) dadurch in den sicheren Zustand überführt wird, dass ein im Fahrzeug (9) angeordneter FPGA (2) bei einem Ausfall einer Fahrzeug-Rechenkomponente (4.1, 4.2) notfallmässige Rechenoperationen ausführt.In a method for transferring a vehicle (9) to a safe state, the vehicle (9) is transferred to the safe state by an FPGA (2) arranged in the vehicle (9) in the event of a failure of a vehicle computing component (4.1, 4.2) performs emergency arithmetic operations.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuervorrichtung, ein Fahrzeug, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium nach den nebengeordneten Ansprüchen.The invention relates to a method for bringing a vehicle into a safe state according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder etc.) umfassen eine Vielzahl an Systemen, die dem Fahrer Informationen zur Verfügung stellen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Über unterschiedliche Sensoren werden beispielsweise Daten betreffend die Umgebung der Fahrzeuge sowie andere Verkehrsteilnehmer erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden. Durch die fortschreitende Entwicklung im Bereich der autonom und teilautonom fahrenden Fahrzeuge werden der Einfluss und der Wirkungsbereich solcher Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) immer grösser. Durch die Entwicklung immer präziserer Sensoren ist es zudem möglich, die Umgebung und den Verkehr immer besser zu erfassen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs vollständig oder teilweise ohne Eingriff des Fahrers zu kontrollieren. Fahrerassistenzsysteme einschliesslich autonomer Fahrsysteme (Autonomous Driving Systems) können dabei zur Erhöhung der Sicherheit im Verkehr sowie zur Verbesserung des Fahrkomforts beitragen.Modern vehicles (cars, vans, trucks, motorcycles, etc.) include a large number of systems that provide the driver with information and partially or fully automatically control individual vehicle functions. For example, data relating to the surroundings of the vehicles and other road users is recorded using various sensors. Based on the recorded data, a model of the vehicle environment can be generated and changes in this vehicle environment can be reacted to. Due to the progressive development in the field of autonomous and semi-autonomous vehicles, the influence and scope of such driver assistance systems (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) are increasing. Thanks to the development of ever more precise sensors, it is also possible to record the surroundings and the traffic better and to control individual functions of the vehicle completely or partially without the driver having to intervene. Driver assistance systems, including autonomous driving systems, can contribute to increasing traffic safety and improving driving comfort.
Im Bereich des autonomen Fahrens, insbesondere für die SAE-Autonomiestufen 3, 4 und 5, sind die Sicherheitsanforderungen typischerweise sehr hoch und es ist unverzichtbar, dass auch bei einem Ausfall oder Teilausfall eines technischen Fahrzeugsystems eine Funktionsfähigkeit gewährleistet bleibt (man spricht hier auch vom sogenannten „Fail-Operational-Design“).In the area of autonomous driving, especially for the SAE
Eine aus dem Stand der Technik bekannte Lösung in Fällen, wo Prozessorkerne oder SoCs (das steht für System on Chip oder auf Deutsch „Ein-Chip-System“) ganz oder zum Teil ausfallen, ist, einen Sicherheitsmechanismus mit Namen „Dekomposition“ zu nutzen, in dessen Rahmen zwei Prozessorkerne oder SoCs die gleichen Rechenoperationen durchführen und die Resultate untereinander vergleichen, um zu überprüfen, ob die Rechenoperationen wie gewünscht durchgeführt werden. Bei dieser Lösung sind in Fällen, wo Probleme festgestellt werden, die möglichen Aktionen jedoch beschränkt, insbesondere wenn die beteiligten SoCs oder Prozessorkerne physikalisch die gleichen sind und/oder sogenannte «common cause»-Probleme vorliegen, also Ausfälle aufgrund gemeinsamer Ursachen, welche beide SoCs oder Prozessorkerne gleichermassen betreffen.A solution known from the prior art in cases where processor cores or SoCs (that stands for system on chip or in German "Ein-Chip-System") fails in whole or in part is to use a safety mechanism called "decomposition". , in which two processor cores or SoCs perform the same arithmetic operations and compare the results with each other to check whether the arithmetic operations are performed as desired. With this solution, however, the possible actions are limited in cases where problems are identified, especially if the SoCs or processor cores involved are physically the same and/or so-called "common cause" problems are present, i.e. failures due to common causes that affect both SoCs or equally affect processor cores.
Die typischen Möglichkeiten zur Lösung dieser Probleme sind normalerweise aufwendig und teuer, zum Beispiel das Einfügen zusätzlicher SoCs oder Prozessorkerne in eine elektronische Recheneinheit oder ein Anschliessen einer komplett redundanten zusätzlichen elektronischen Steuereinheit an ein System.The typical ways to solve these problems are usually complex and expensive, for example adding additional SoCs or processor cores to an electronic processing unit or connecting a fully redundant additional electronic control unit to a system.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral Description of the Invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben oder zumindest zu vermindern.The object of the invention is to eliminate or at least reduce the disadvantages of the prior art.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand, wobei das Fahrzeug dadurch in den sicheren Zustand überführt wird, dass ein im Fahrzeug angeordneter FPGA bei einem Ausfall einer Fahrzeug-Rechenkomponente notfallmässige Rechenoperationen ausführt.The object is achieved by a method for bringing a vehicle into a safe state, the vehicle being brought into the safe state by an FPGA arranged in the vehicle carrying out emergency computing operations in the event of a failure of a vehicle computing component.
Der Ausdruck „Fahrzeug“ umfasst dabei typischerweise jedwede Art von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeuge wie Autos, LKWs, Busse, Krafträder, militärische Fahrzeuge oder landwirtschaftliche Fahrzeuge.The term "vehicle" typically includes any type of vehicle, in particular motor vehicles such as cars, trucks, buses, motorcycles, military vehicles or agricultural vehicles.
Unter einem „sicheren Zustand“ ist dabei insbesondere ein Zustand zu verstehen, in dem das Fahrzeug weder die Fahrzeuginsassen noch andere Teilnehmer des Strassenverkehrs gefährden kann. Insbesondere ist unter dem „sicheren Zustand“ ein Anhalten beziehungsweise Stopp des Fahrzeugs zu verstehen oder auch eine Langsamfahrt des Fahrzeugs, typischerweise mit maximal 15 km/h, bevorzugt maximal 10 km/h, mit Vorteil maximal 5 km/h.A “safe state” is to be understood in particular as a state in which the vehicle cannot endanger the vehicle occupants or other road users. In particular, the “safe state” is to be understood as stopping the vehicle or driving the vehicle slowly, typically at a maximum of 15 km/h, preferably a maximum of 10 km/h, advantageously a maximum of 5 km/h.
Die Abkürzung „FPGA“ steht für „Field Programmable Gate Array“ oder auf Deutsch „im Feld programmierbare Logik-Gatter-Anordnung“. FPGAs werden in unterschiedlichen elektronischen Recheneinheiten eingesetzt und insbesondere in Anwendungen des autonomen Fahrens häufig genutzt. Der FPGA ist bei typischen Ausführungsformen Teil einer zentralen Fahrzeugsteuerung.The abbreviation "FPGA" stands for "Field Programmable Gate Array" or in German "in the field programmable logic gate array". FPGAs are used in various electronic computing units and are frequently used in autonomous driving applications in particular. In typical embodiments, the FPGA is part of a central vehicle controller.
Unter einem „Ausfall“ ist sowohl ein Komplettausfall als auch ein Teilausfall zu verstehen.A "failure" is understood to mean both a complete failure and a partial failure.
Unter einer „Fahrzeug-Rechenkomponente“ ist insbesondere ein Prozessorkern oder ein SoC zu verstehen.A “vehicle computing component” is to be understood in particular as a processor core or an SoC.
Unter einer „notfallmässigen Rechenoperation“ ist dabei insbesondere eine Rechenoperation zu verstehen, welche als Backup zu normalen Rechenoperationen, insbesondere typischen Rechenoperationen von Prozessorkernen oder SoCs in Fahrzeugsteuerungen, durchgeführt wird.An “emergency arithmetic operation” is to be understood in particular as a arithmetic operation which is carried out as a backup to normal arithmetic operations, in particular typical arithmetic operations of processor cores or SoCs in vehicle controls.
Die Erfindung löst die oben genannte Aufgabe dadurch, dass ein FPGA, welcher in vielen Fahrzeugsteuerungen sowieso verfügbar ist, genutzt wird, um das Fahrzeug in den sicheren Zustand zu überführen. Auf diese Weise ergibt sich eine Ressourceneinsparung.The invention solves the above-mentioned problem in that an FPGA, which is available in many vehicle controllers anyway, is used to transfer the vehicle to the safe state. This results in resource savings.
Bei typischen Ausführungsformen wird der FPGA von einem Normalmodus in einen Notmodus überführt, wenn der Ausfall auftritt. Ein solches Umschalten zwischen einem Normalmodus und einem Notmodus hat den Vorteil, dass der FPGA in dem Normalmodus typische Funktionen eines FPGA, wie beispielsweise eine Gatewayfunktion, ausführen kann und bei Eintreten des Ausfalls in einen Notmodus überführt wird. Eine solche Trennung zwischen Normalmodus und Notmodus ist vorteilhaft, weil sie eine klare Strukturierung der Aufgaben des FPGA mit sich bringt. Prinzipiell ist es jedoch auch denkbar, dass der FPGA keine unterschiedlichen Gateway-Modi umfasst, sondern ganz allgemein geeignet ist, neben Gatewayfunktionen auch notfallmässige Rechenoperationen durchzuführen.In typical embodiments, the FPGA is transitioned from a normal mode to an emergency mode when the failure occurs. Such switching between a normal mode and an emergency mode has the advantage that the FPGA can perform typical functions of an FPGA, such as a gateway function, in the normal mode and is transferred to an emergency mode when the failure occurs. Such a separation between normal mode and emergency mode is advantageous because it entails a clear structuring of the tasks of the FPGA. In principle, however, it is also conceivable that the FPGA does not include different gateway modes, but rather is generally suitable for carrying out emergency computing operations in addition to gateway functions.
Bei typischen Ausführungsformen arbeitet der FPGA im Normalmodus im Wesentlichen ausschliesslich als Gateway und/oder der FPGA führt im Notmodus die notfallmässigen Rechenoperationen aus. Bei typischen Ausführungsformen arbeitet der FPGA im Normalmodus insbesondere als Kommunikations-Gateway und vermittelt beispielsweise eine Kommunikation zwischen Fahrzeugbussen wie CAN/CAN-FD, Ethernet, MIPI/CSI oder anderen Bussystemen und internen Komponenten einer Fahrzeugsteuerung, beispielsweise einem Speicher oder unterschiedlichen Prozessorkernen oder SoCs, wobei die Vermittlung typischerweise mit Hilfe von entsprechenden Backbone-Translations, insbesondere entsprechend dem PCIe-Standard, bewerkstelligt wird.In typical embodiments, the FPGA works essentially exclusively as a gateway in normal mode and/or the FPGA carries out the emergency computing operations in emergency mode. In typical embodiments, the FPGA works in normal mode in particular as a communication gateway and mediates, for example, communication between vehicle buses such as CAN/CAN-FD, Ethernet, MIPI/CSI or other bus systems and internal components of a vehicle controller, for example a memory or different processor cores or SoCs. the switching is typically accomplished with the help of corresponding backbone translations, in particular according to the PCIe standard.
Bei typischen Ausführungsformen wird zum Überführen des FPGA von seinem Normalmodus in seinen Notmodus eine Rekonfigurations-Funktion des FPGA durchgeführt. Eine solche Überführung des FPGA von seinem Normalmodus in seinen Notmodus ist deswegen vorteilhaft, weil FPGAs typischerweise solche Rekonfigurations-Funktionen umfassen und somit bereits vorhandene Fähigkeiten des FPGAs für die Zwecke der Erfindung effizient genutzt werden. Alternativ wäre es jedoch auch möglich, keine bereits im FPGA angelegte Rekonfigurations-Funktion zu nutzen, sondern das Überführen des FPGAs von seinem Normalmodus in seinen Notmodus separat zu programmieren. Bei typischen Ausführungsformen wird die Rekonfigurations-Funktion in weniger als 10 Millisekunden durchgeführt.In typical embodiments, a reconfiguration function of the FPGA is performed to transition the FPGA from its normal mode to its emergency mode. Such a transfer of the FPGA from its normal mode to its emergency mode is advantageous because FPGAs typically include such reconfiguration functions and thus existing capabilities of the FPGA are used efficiently for the purposes of the invention. Alternatively, however, it would also be possible not to use a reconfiguration function already created in the FPGA, but to separately program the transition of the FPGA from its normal mode to its emergency mode. In typical embodiments, the reconfiguration function is performed in less than 10 milliseconds.
Bei typischen Ausführungsformen führen die notfallmässigen Rechenoperationen zu einem sicheren Stillstand des Fahrzeugs. Ein sicherer Stillstand des Fahrzeugs ist eine besonders sichere Ausführungsform des sicheren Zustands, weil von einem solchen Zustand typischerweise keine Gefahr mehr für Fahrzeuginsassen und/oder den allgemeinen Verkehr ausgeht. Insbesondere ist unter einem „sicheren Stillstand“ ein Stillstand zu verstehen, welcher in einem Bereich einer Verkehrsinfrastruktur erfolgt, in dem normalerweise keine Verkehrsmittel unterwegs sind, zumindest nicht schnell. Bei solchen Bereichen kann es sich um Seitenstreifen, Nothaltebuchten, Parkplätze oder dergleichen handeln. Alternativ können die notfallmässigen Rechenoperationen jedoch auch zu anderen sicheren Zuständen, beispielsweise Langsamfahrten, führen.In typical embodiments, the emergency arithmetic operations lead to a safe standstill of the vehicle. A safe standstill of the vehicle is a particularly safe embodiment of the safe state, because such a state typically no longer poses a risk to vehicle occupants and/or general traffic. In particular, a “safe standstill” is to be understood as meaning a standstill that takes place in an area of a traffic infrastructure in which there are normally no means of transport, at least not quickly. Such areas can be hard shoulders, lay-bys, parking lots or the like. Alternatively, however, the emergency arithmetic operations can also lead to other safe conditions, such as slow travel.
Bei typischen Ausführungsformen umfassen die notfallmässigen Rechenoperationen eine Verarbeitung von Informationen einer Sensor-Untergruppe des Fahrzeugs. Unter einer „Sensor-Untergruppe“ ist dabei eine Gruppe von Fahrzeugsensoren eines Fahrzeugs zu verstehen, welche jedoch nicht alle Fahrzeugsensoren dieses Fahrzeugs umfasst. Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Sensor-Untergruppe besonders wichtige Fahrzeugsensoren, insbesondere solche Fahrzeugsensoren, welche bereits Objektdaten und/oder vorverarbeitete Daten, nicht jedoch Rohdaten, liefern. Mit anderen Worten umfasst die Sensor-Untergruppe also bei typischen Ausführungsformen ausschliesslich Sensoren, welche geeignet sind, Objektdaten und/oder vorverarbeitete Daten zu liefern. Dadurch, dass lediglich solche Objektdaten und/oder vorverarbeitete Daten genutzt werden, wird die Belastung des FPGAs während des Notmodus klein gehalten. Dies wirkt sich typischerweise positiv auf ein schnelles Erreichen des sicheren Zustands aus. Die Sensor-Untergruppe umfasst typischerweise einen Radarsensor und/oder einen Kamerasensor, insbesondere einen Kurzstreckenradarsensor und/oder einen Mittelstreckenradarsensor und/oder eine Frontkamera und/oder eine Rückkamera. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass die notfallmässigen Rechenoperationen eine Verarbeitung von Informationen aller Sensoren des Fahrzeugs umfassen.In typical embodiments, the emergency computing operations include processing information from a sensor subgroup of the vehicle. A “sensor subgroup” is to be understood as meaning a group of vehicle sensors of a vehicle which, however, does not include all vehicle sensors of this vehicle. In typical embodiments, the sensor subgroup includes particularly important vehicle sensors, in particular those vehicle sensors that already supply object data and/or pre-processed data, but not raw data. In other words, in typical embodiments, the sensor subgroup exclusively includes sensors that are suitable for supplying object data and/or preprocessed data. Because only such object data and/or preprocessed data are used, the load on the FPGA during the emergency mode is kept small. This typically has a positive effect on reaching the safe state quickly. The sensor subgroup typically includes a radar sensor and/or a camera sensor, in particular a short-range radar sensor and/or a medium-range radar sensor and/or a front camera and/or a rear camera. As an alternative to this, however, it is also possible for the emergency computing operations to include processing of information from all of the vehicle's sensors.
Bei typischen Ausführungsformen umfassen die notfallmässigen Rechenoperationen eine Bildverarbeitung und/oder eine Sensordaten-Fusion und/oder eine Routenplanung und/oder eine Notfall-Fahrerassistenzsystem-Funktion und/oder eine Notfall-Pilot-Funktion. Unter einer „Bildverarbeitung“ ist dabei eine Verarbeitung von Daten zu verstehen, welche von Kamerasensoren des Fahrzeugs an den FPGA geschickt werden. Unter einer „Sensordaten-Fusion“ ist dabei typischerweise ein Verquicken von Daten unterschiedlicher Sensoren zu verstehen. Unter einer „Routenplanung“ ist dabei ganz allgemein eine Berechnung eines Fahrtwegs des Fahrzeugs, insbesondere bis zu einem sicheren Stillstand des Fahrzeugs, zu verstehen. Unter einer „ Notfall-Fahrerassistenzsystem-Funktion“ ist dabei eine Rechenoperation zu verstehen, welche ein oder mehrere Fahrerassistenzsysteme, insbesondere besonders sicherheitsrelevante Fahrerassistenzsysteme wie zum Beispiel ABS, EPS, Notbremsfunktion oder dergleichen, aufrechterhält und/oder typischerweise weniger sicherheitsrelevante Fahrerassistenzsysteme herunterfährt, beispielsweise um Ressourcen des FPGA zu sparen und den Fokus im Wesentlichen komplett auf ein schnellstmögliches Erreichen des sicheren Zustands zu legen. Unter einer „Notfall-Pilot-Funktion“ ist dabei eine Funktion zu verstehen, welche beispielsweise eine Autopilot-Funktion des Fahrzeugs derart konfiguriert, dass der Autopilot alles daransetzt, das Fahrzeug schnellstmöglich und möglichst sicher in den sicheren Zustand zu überführen. Beispielsweise kann die Notfall-Pilot-Funktion ein sicheres Abbremsen und/oder ein sicheres Einlenken und/oder eine Abfrage von Sensordaten des Fahrzeugs in bestimmten Abständen umfassen.In typical embodiments, the emergency computing operations include image processing and/or sensor data fusion and/or a route planning function and/or an emergency driver assistance system function and/or an emergency pilot function. "Image processing" is understood to mean the processing of data that is sent to the FPGA by the vehicle's camera sensors. A "sensor data fusion" is typically understood to mean a combination of data from different sensors. “Route planning” is to be understood in very general terms as a calculation of a route taken by the vehicle, in particular until the vehicle is safely at a standstill. An “emergency driver assistance system function” is to be understood as an arithmetic operation which maintains one or more driver assistance systems, in particular particularly safety-related driver assistance systems such as ABS, EPS, emergency braking or the like, and/or typically shuts down less safety-related driver assistance systems, for example by using resources of the FPGA and to essentially focus completely on reaching the safe state as quickly as possible. An “emergency pilot function” is to be understood as meaning a function which, for example, configures an autopilot function of the vehicle in such a way that the autopilot does everything it can to transfer the vehicle to the safe state as quickly and safely as possible. For example, the emergency pilot function can include safe braking and/or safe turning and/or a request for sensor data from the vehicle at certain intervals.
Bei typischen Ausführungsformen wird das Überführen des FPGAs von dem Normalmodus in den Notmodus dadurch bewerkstelligt, dass bei einem Erkennen des Ausfalls aus einem Speicher eine Notmodus-Konfigurations-Bitreihe ausgelesen und ausgeführt wird. Dabei umfasst der Speicher typischerweise eine Normalmodus-Konfigurations-Bitreihe und eine Notmodus-Konfigurations-Bitreihe. Ein derartiges Auslesen einer Notmodus-Konfigurations-Bitreihe aus einem Speicher, insbesondere einem Speicher einer zentralen Fahrzeugsteuerung oder einer elektronischen Recheneinheit ganz allgemein, hat den Vorteil, dass der Notmodus standardisiert, schnell und effizient erreicht wird.In typical embodiments, the transition of the FPGA from the normal mode to the emergency mode is accomplished in that when the failure is detected, an emergency mode configuration bit series is read from a memory and executed. In this case, the memory typically includes a normal mode configuration bit series and an emergency mode configuration bit series. Such a reading out of an emergency mode configuration bit series from a memory, in particular a memory of a central vehicle controller or an electronic processing unit in general, has the advantage that the emergency mode is reached in a standardized, fast and efficient manner.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Ausfall-Erkennungsschritt, während welches der Ausfall der Fahrzeug-Rechenkomponente erkannt wird, einen Rekonfigurations-Schritt, während welches der FPGA vom Normalmodus in den Notmodus überführt wird, einen Rechenschritt, während welches der FPGA die notfallmässigen Rechenoperationen durchführt, und einen Stoppschritt, während welches das Fahrzeug gestoppt wird. Bei typischen Ausführungsformen wird der Ausfall der Fahrzeug-Rechenkomponente dadurch erkannt, dass ein Watchdog, welcher typischerweise im FPGA oder in seiner Peripherie angelegt ist, eine Warnmeldung erhält.In typical embodiments, the method includes a failure detection step, during which the failure of the vehicle computing component is detected, a reconfiguration step, during which the FPGA is switched from normal mode to emergency mode, a computing step, during which the FPGA performs the emergency computing operations , and a stopping step during which the vehicle is stopped. In typical embodiments, the failure of the vehicle computing component is detected by a watchdog, which is typically set up in the FPGA or in its periphery, receiving a warning message.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Steuervorrichtung, umfassend Mittel zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren. Eine solche Steuervorrichtung löst die erfindungsgemässe Aufgabe dadurch, dass sie ein Fahrzeug im Falle eines Ausfalls einer Fahrzeug-Rechenkomponente effizient in einen sicheren Zustand überführt. Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Steuervorrichtung einen FPGA oder ist ein FPGA. Bei typischen Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung eine Fahrzeugsteuerung oder ist eine Fahrzeugsteuerung.The object is also achieved by a control device comprising means for carrying out one of the aforementioned methods. Such a control device achieves the object according to the invention in that it efficiently transfers a vehicle to a safe state in the event of a failure of a vehicle computing component. In typical embodiments, the control device includes an FPGA or is an FPGA. In a typical embodiment, the control device comprises a vehicle controller or is a vehicle controller.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Steuervorrichtung einen FPGA, eine Fahrzeug-Rechenkomponente, einen Speicher und eine Rekonfigurations-Komponente, wobei der Speicher typischerweise eine Normalmodus-Konfigurations-Bitreihe und/oder eine Notmodus-Konfigurations-Bitreihe umfasst, wobei die Rekonfigurations-Komponente geeignet ist, bei einem Ausfall der Fahrzeug-Rechenkomponente den FPGA von einem Normalmodus in einen Notmodus zu überführen, typischerweise dadurch, dass die Notmodus-Konfigurations-Bitreihe aus dem Speicher geladen und ausgeführt wird. Die Fahrzeug-Rechenkomponente umfasst dabei typischerweise einen Prozessorkern oder SoC, typischerweise mehrere Prozessorkerne oder SoCs. Bei typischen Ausführungsformen ist die Fahrzeug-Rechenkomponente ein Prozessorkern und/oder ein SoC.In typical embodiments, the controller includes an FPGA, a vehicle computing component, a memory, and a reconfiguration component, where the memory typically includes a normal mode configuration bit stream and/or an emergency mode configuration bit stream, where the reconfiguration component is appropriate to transfer the FPGA from a normal mode to an emergency mode in the event of a failure of the vehicle computing component, typically by loading the emergency mode configuration bit series from memory and executing it. The vehicle computing component typically includes a processor core or SoC, typically multiple processor cores or SoCs. In typical embodiments, the vehicle computing component is a processor core and/or an SoC.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Steuervorrichtung eine Bildverarbeitungs-Komponente und/oder eine Sensordaten-Fusionskomponente und/oder eine Routenplanungs-Komponente und/oder eine Notfall-Fahrerassistenzsystem-Komponente und/oder eine Notfall-Pilot-Komponente.In typical embodiments, the control device includes an image processing component and/or a sensor data fusion component and/or a route planning component and/or an emergency driver assistance system component and/or an emergency pilot component.
Bei typischen Ausführungsformen ist/sind eine oder mehrere der vorgenannten Komponenten und/oder Vorrichtungen und/oder Systeme zumindest teilweise mittels Computerprogrammcode implementiert. Insbesondere ist/sind bei typischen Ausführungsformen die Rekonfigurations-Vorrichtung und/oder die Bildverarbeitungs-Komponente und/oder die Sensordaten-Fusionskomponente und/oder die Routenplanungs-Komponente und/oder die Notfall-Fahrerassistenzsystem-Komponente und/oder die Notfall-Pilot-Komponente mittels Computerprogrammcode implementiert.In typical embodiments, one or more of the aforementioned components and/or devices and/or systems is/are implemented at least in part using computer program code. In particular, in typical embodiments, the reconfiguration device and/or the image processing component and/or the sensor data fusion component and/or the route planning component and/or the emergency driver assistance system component and/or the emergency pilot component is/are implemented using computer program code.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahrzeug, geeignet zur Durchführung eines Verfahrens nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen, wobei das Fahrzeug typischerweise eine vorgenannte Steuervorrichtung umfasst.The object is also achieved by a vehicle suitable for carrying out a method according to at least one of the aforementioned aspects guidlines, wherein the vehicle typically includes an aforementioned control device.
Ein Computerprogramm umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, eines der vorgenannten Verfahren auszuführen. Das Computerprogramm kann dabei auch als Computerprogrammprodukt bezeichnet werden.In one embodiment of the invention, a computer program comprises instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the latter to execute one of the aforementioned methods. The computer program can also be referred to as a computer program product.
Ein computerlesbares Medium umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung Computerprogrammcode zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren. Unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ sind dabei insbesondere aber nicht ausschliesslich Festplatten und/oder Server und/oder Memorysticks und/oder Flash-Speicher und/oder DVDs und/oder Bluerays und/oder CDs zu verstehen. Zusätzlich ist unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ auch ein Datenstrom zu verstehen, wie er beispielsweise entsteht, wenn ein Computerprogramm und/oder ein Computerprogrammprodukt aus dem Internet heruntergeladen wird.In one embodiment of the invention, a computer-readable medium comprises computer program code for carrying out one of the aforementioned methods. The term “computer-readable medium” is to be understood in particular, but not exclusively, as hard drives and/or servers and/or memory sticks and/or flash memories and/or DVDs and/or Blu-rays and/or CDs. In addition, the term “computer-readable medium” also means a data stream, such as that created when a computer program and/or a computer program product is downloaded from the Internet.
Mit Hilfe der Erfindung ist es insbesondere möglich, einen oder mehrere der folgenden Vorteile zu erreichen:
- - Da ein FPGA in vielen Fahrzeugsteuerungen bereits vorhanden ist, wird keine zusätzliche Hardware benötigt.
- - Die Fehleranfälligkeit des Gesamtsystems kann so gering gehalten werden.
- - Es kann eine gute Kosteneffizienz erreicht werden.
- - Die Lösung ist eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, ein Fail-Operational-Design zu erreichen.
- - Die notfallmässigen Rechenoperationen können sehr schnell eingeleitet werden, weil eine Rekonfiguration des FPGA typischerweise 10 Millisekunden bis 100 Millisekunden schneller ist, als es eine Aktivierung eines externen Geräts wäre.
- - Bei Steuergeräten, welche bereits einen FPGA als Gateway umfassen, ist keine bauliche Veränderung nötig.
- - Since an FPGA is already present in many vehicle controls, no additional hardware is required.
- - The susceptibility to errors in the overall system can be kept to a minimum.
- - Good cost efficiency can be achieved.
- - The solution is a particularly advantageous way to achieve a fail-operational design.
- - The emergency computing operations can be initiated very quickly because a reconfiguration of the FPGA is typically 10 milliseconds to 100 milliseconds faster than activating an external device.
- - No structural changes are necessary for control units that already include an FPGA as a gateway.
Figurenlistecharacter list
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen kurz erläutert, wobei zeigen:
-
1 : eine schematische Ansicht eines erfindungsgemässen Verfahrens zum Überführen eines Fahrzeugs in einen sicheren Zustand als Flussdiagramm, -
2 : eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Steuervorrichtung als Blockdiagramm, -
3 : dieSteuervorrichtung aus 2 , umfassend einen FPGA in seinem Normalmodus, -
4 : dieSteuervorrichtung aus 2 , umfassend den FPGA in seinem Notmodus, -
5 : eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fahrzeugs mit erfindungsgemässer Steuervorrichtung, umfassend den FPGA in seinem Normalmodus, und -
6 : eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fahrzeugs mit erfindungsgemässer Steuervorrichtung, umfassend den FPGA in seinem Notmodus.
-
1 : a schematic view of a method according to the invention for transferring a vehicle into a safe state as a flowchart, -
2 : a schematic view of a control device according to the invention as a block diagram, -
3 : the control device off2 , comprising an FPGA in its normal mode, -
4 : the control device off2 , comprising the FPGA in its emergency mode, -
5 : a schematic representation of a vehicle according to the invention with a control device according to the invention, comprising the FPGA in its normal mode, and -
6 1: a schematic representation of a vehicle according to the invention with a control device according to the invention, comprising the FPGA in its emergency mode.
Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDescription of preferred embodiments
In
Auch sind in
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Schutzumfang wird durch die Patentansprüche definiert.The invention is not limited to the exemplary embodiments described. The scope of protection is defined by the patent claims.
Prinzipiell können alle in der Beschreibung oder in den Ansprüchen beschriebenen Verfahren von Vorrichtungen ausgeführt werden, welche Mittel zur Ausführung der jeweiligen Verfahrensschritte dieser Verfahren umfassen.In principle, all methods described in the description or in the claims can be carried out by devices which include means for carrying out the respective method steps of these methods.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Steuervorrichtungcontrol device
- 22
- FPGAFPGA
- 33
- SpeicherStorage
- 4.1, 4.24.1, 4.2
- SoCsSoCs
- 55
- CAN/CAN-FD-SchnittstelleCAN/CAN FD interface
- 66
- Ethernet-SchnittstelleEthernet interface
- 77
- MIPI/CSI-SchnittstelleMIPI/CSI interface
- 88th
- sonstige Schnittstelleother interface
- 99
- Fahrzeugvehicle
- 1010
- Frontkamerafront camera
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-
2020
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Patent Citations (2)
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