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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von einer Vielzahl von Peripheriegeräten, insbesondere einer Vielzahl von integrierten Schaltkreisen der Peripheriegeräte, eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter ein computerlesbares Medium zum Betreiben von einer Vielzahl von Peripheriegeräten, insbesondere einer Vielzahl von integrierten Schaltkreisen der Peripheriegeräte, eines Fahrzeugs, ein System zum Betreiben von einer Vielzahl von Peripheriegeräten, insbesondere einer Vielzahl von integrierten Schaltkreisen der Peripheriegeräte, eines Fahrzeugs, und ein Fahrzeug umfassend das System.
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Die Energieeffizienz von Steuergeräten eines Fahrzeugs kann einen CO2-Fußabdruck eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor verringern oder die Reichweite von batterieelektrischen Fahrzeugen verlängern. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die CPU-Leistung eines Steuergeräts in Fahrzeugen zu verringern, um einen Energieverbrauch des Steuergeräts zu reduzieren. Ein Steuergerät eines Fahrzeugs kann ein oder mehrere Peripheriegeräte umfassen. Die Peripheriegeräte der Steuergeräte des Fahrzeugs und insbesondere die integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte der Steuergeräte des Fahrzeugs können in Fahrzeugen bisher nur statisch abgeschaltet werden, um den Stromverbrauch der Peripheriegeräte und damit auch den Stromverbrauch des Steuergeräts zu verringern.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein oder mehrere Peripheriegeräte eines Steuergeräts eines Fahrzeugs effizienter zu betreiben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, integrierte Schaltungen der Peripheriegeräte eines Steuergeräts des Fahrzeugs effizienter, insbesondere energieeffizienter, zu betreiben.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zum Betreiben von einer Vielzahl von Peripheriegeräten, insbesondere einer Vielzahl von integrierten Schaltkreisen der Peripheriegeräte, eines Fahrzeugs. Das Verfahren kann ein computerimplementiertes Verfahren und/oder ein steuergeräteimplementiertes Verfahren sein. Die Vielzahl von Peripheriegeräten kann 1, 2, 3, 4, 5, ... Peripheriegeräte umfassen. Vorzugsweise umfasst die Vielzahl von Peripheriegeräten wenigstens zwei Peripheriegeräte. Jedes Peripheriegerät kann einen oder mehrere integrierte Schaltkreise umfassen, die in einem Steuergerät des Fahrzeugs integriert sind. Das Steuergerät des Fahrzeugs kann weiter einen Prozessor umfassen, der die integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte des Steuergeräts steuern kann. Vorzugsweise sind die Peripheriegeräte der Vielzahl von Peripheriegeräten in einem oder mehreren Steuergeräten des Fahrzeugs integriert. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein teil-, hoch- und/oder vollautomatisiert fahrendes Fahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein batterieelektrisches Fahrzeug, ein Plug-In hybridelektrisches, ein mit Wasserstoff angetriebenes Fahrzeug, oder ein mit einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug sein.
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Das Verfahren umfasst ein Empfangen einer Vielzahl von Ressourcenanfragen einer oder mehrerer Anwendungen des Fahrzeugs, wobei eine Ressourcenanfrage der Vielzahl von Ressourcenanfragen eine oder mehrere Ressourcen eines oder mehrerer Peripheriegeräte der Vielzahl von Peripheriegeräten des Fahrzeugs anfragt. Die eine oder mehreren Anwendungen des Fahrzeugs sind vorzugsweise Anwendungen, die parallel auf einem oder mehreren Steuergeräten des Fahrzeugs ausgeführt werden. Eine Ressource eines Peripheriegeräts kann beispielsweise eine Funktion eines Peripheriegeräts sein, die durch einen integrierten Schaltkreis des Peripheriegeräts bereitgestellt wird. Das Verfahren umfasst weiter ein Speichern der Vielzahl von Ressourcenanfragen. Vorzugsweise wird die Vielzahl an Ressourcenanfragen in einer Datenbank und/oder in einem flüchtigen oder nicht-flüchtigen Zwischenspeicher gespeichert.
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Das Verfahren umfasst weiterhin ein Empfangen eines Ressourcenkonfigurationsprofils. Das Ressourcenkonfigurationsprofil kann für jede Ressource ein oder mehrere Regeln umfassen, die ressourcenspezifische Schwellwerte festlegen, die nicht über- oder unterschritten werden dürfen. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen eines Soll-Betriebszustands für jedes Peripheriegerät der Vielzahl von Peripheriegeräten des Fahrzeugs in Abhängigkeit der empfangenen Vielzahl von Ressourcenanfragen und des empfangenen Ressourcenkonfigurationsprofils. Der Soll-Betriebszustand kann festlegen, ob ein Peripheriegerät benötigt wird und daher nicht abgeschaltet werden kann oder ob das Peripheriegerät nicht benötigt wird und somit abgeschaltet werden kann. Das Verfahren umfasst schließlich ein Steuern der Vielzahl von Peripheriegeräten in Abhängigkeit des bestimmten Soll-Betriebszustands, so dass ein Ist-Betriebszustand eines jeweiligen Peripheriegeräts der Vielzahl von Peripheriegeräten dem bestimmten Soll-Betriebszustands des jeweiligen Peripheriegeräts der Vielzahl von Peripheriegeräten entspricht. Vorzugsweise umfasst das Steuern der Vielzahl von Peripheriegeräten ein Ausschalten oder ein Einschalten eines integrierten Schaltkreises eines Peripheriegeräts in Abhängigkeit des Soll-Betriebszustands und/oder des Ist-Betriebszustands des jeweiligen Peripheriegeräts.
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Vorteilhafterweise kann durch das Bestimmen eines Soll-Betriebszustands für die Vielzahl von Ressourcenanfragen mehrerer Anwendungen eines Fahrzeugs ein energieeffizienter Betriebszustand für die Vielzahl von Peripheriegeräten eines Steuergeräts des Fahrzeugs ermittelt werden. Das Steuergerät und damit das Fahrzeug kann energieeffizienter betrieben werden. Das kann dazu führen, dass der CO2-Fußabdruck eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor reduziert oder die Reichweite eines batterieelektrischen Fahrzeugs erhöht wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Peripheriegeräte Peripheriegräte eines Steuergeräts oder eines Infotainmentsystems des Fahrzeugs sein. Weiter können die Peripheriegeräte Peripheriegeräte weiterer Steuergeräte des Fahrzeugs sein, wie beispielsweise Steuergeräte zum Steuern des Fahrantriebs, der Fahrerassistenzsysteme, und/oder des Fahrzeugzugangs.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann eine Ressourcenanfrage der Vielzahl von Ressourcenanfragen einen Zeitstempel umfassen, und/oder kann eine Ressourcenanfrage der Vielzahl von Ressourcenanfragen einen Typ der Ressourcenanfrage umfassen.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Verfahren weiterhin ein Verarbeiten der gespeicherten Vielzahl von Ressourcenanfragen bezüglich der jeweiligen Ressource der Peripheriegeräte und bezüglich eines oder mehrerer, vorgegebener Zeitintervalle, ein Entfernen der gespeicherten Vielzahl von Ressourcenanfragen nach dem Verarbeiten der gespeicherten Vielzahl von Ressourcenanfragen, und ein Bestimmen des Soll-Betriebszustands für jedes Peripheriegerät der Vielzahl von Peripheriegeräten des Fahrzeugs in Abhängigkeit der verarbeiteten Vielzahl von Ressourcenanfragen und des empfangenen Ressourcenkonfigurationsprofils umfassen. Hiermit kann der Soll-Betriebszustand für jedes Peripheriegerät effizienter bestimmt werden.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Verarbeiten der gespeicherten Vielzahl von Ressourcenanfragen bezüglich der jeweiligen Ressource der Peripheriegeräte und bezüglich eines oder mehrerer, vorgegebener Zeitintervalle ein Aggregieren der gespeicherten Vielzahl von Ressourcenanfragen umfassen, und/oder kann das Verarbeiten der gespeicherten Vielzahl von Ressourcenanfragen bezüglich der jeweiligen Ressource der Peripheriegeräte und bezüglich eines oder mehrerer, vorgegebener Zeitintervalle ein Transformieren der gespeicherten Vielzahl von Ressourcenanfragen umfassen. Hiermit kann die gespeicherte Vielzahl von Ressourcenanfragen flexibel verarbeitet werden, um ein Bestimmen des Soll-Betriebszustands zu vereinfachen.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Bestimmen des Soll-Betriebszustands für jedes Peripheriegerät der Vielzahl von Peripheriegeräten des Fahrzeugs in Abhängigkeit der empfangenen und/oder verarbeiteten Vielzahl von Ressourcenanfragen und des empfangenen Ressourcenkonfigurationsprofils ein Trainieren von Klassifikatoren unter Verwendung der empfangenen und/oder verarbeiteten Vielzahl von Ressourcenanfragen, ein Klassifizieren der Ressourcen der Peripheriegeräte basierend auf den Klassifikatoren, ein Filtern der klassifizierten Ressourcen der Peripheriegeräte mittels einer oder mehrerer Filterregeln des empfangenen Ressourcenkonfigurationsprofils, und ein Bestimmen des Soll-Betriebszustands für die klassifizierten Ressourcen der Peripheriegeräte in Abhängigkeit des empfangenen Ressourcenkonfigurationsprofils umfassen. Hiermit kann der Soll-Betriebszustand der Peripheriegeräte effizient dynamisch bestimmt werden.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Bestimmen des Soll-Betriebszustands für jedes Peripheriegerät der Vielzahl von Peripheriegeräten des Fahrzeugs in Abhängigkeit der empfangenen und/oder verarbeiteten Vielzahl von Ressourcenanfragen und des empfangenen Ressourcenkonfigurationsprofils weiterhin ein Empfangen eines fehlerhaften Ist-Betriebszustands eines oder mehrerer Peripheriegeräte der Vielzahl von Peripheriegeräten und einer nicht-ausführbaren Ressourcenanfrage umfassen. Die Klassifikatoren können unter Verwendung der nicht-ausführbaren Ressourcenanfrage trainiert werden. Hiermit kann das Bestimmen des Soll-Betriebszustands effizient verbessert werden, so dass fehlerhafte Ist-Betriebszustände der Peripheriegeräte beim Anpassen der Ist-Betriebszustände an die Soll-Betriebszustände vermieden werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein computerlesbares Medium zum Betreiben von Peripheriegeräten eines Fahrzeugs, wobei das computerlesbare Medium Instruktionen umfasst, die, wenn ausgeführt auf einem Steuergerät oder einem Computer, das oben beschriebene Verfahren ausführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein System zum Betreiben von Peripheriegeräten eines Fahrzeugs, wobei das System dazu eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Fahrzeug umfassend das oben beschriebene System zum Betreiben von Peripheriegeräten des Fahrzeugs.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigen schematisch
- 1 ein beispielhaftes System zum Betreiben von Peripheriegeräten eines Fahrzeugs, und
- 2 ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben von Peripheriegeräten eines Fahrzeugs.
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Im Detail zeigt 1 ein System 100 zum Betreiben von Peripheriegeräten eines Fahrzeugs, insbesondere zum Betreiben von integrierten Schaltkreisen der Peripheriegeräte des Fahrzeugs. Das System 100 kann beispielsweise ein Steuergerät oder ein Infotainmentsystem eines Fahrzeugs sein. Weiter kann das System 100 ein Steuergerät zum Steuern des Fahrantriebs, der Fahrerassistenzsysteme, und/oder des Fahrzeugzugangs sein.
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Bei einem Steuergerät oder einem Infotainmentsystem eines Fahrzeugs mit mehreren Peripheriegeräten ist es häufig nicht möglich, die integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte in einen energiesparenden Betriebszustand zu versetzen. Ein energiesparender Betriebszustand kann beispielsweise erreicht werden, wenn der integrierte Schaltkreis eines Peripheriegeräts ausgeschaltet wird, indem beispielsweise eine Stromzufuhr des integrierten Schaltkreises abgeschaltet oder unterbrochen wird. Das System 100 kann das Verfahren 200 zum Betrieb der Peripheriegeräte, wie in 2 gezeigt, ausführen.
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Allgemein kann das System 100 kontinuierlich einen Soll-Betriebszustand für alle Peripheriegeräte des Systems 100 bestimmen. Der Soll-Betriebszustand legt fest, welche integrierten Schaltkreise der Peripheriegräte bezüglich eines aktuellen Anwendungskontexts benötigt werden. Der aktuelle Anwendungskontext umfasst alle Anwendungen, die auf dem System aktuell ausgeführt werden.
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Die integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte können integrierte Schaltkreise für drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsschnittstellen, beispielsweise Bluetooth, WiFi und/oder USB, Anzeigegeräte, Kameras, Ortungssysteme, satellitenbasierte Navigationssysteme, Audiosysteme und/oder Videosysteme umfassen. Die integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte können mit einer Recheneinheit, beispielsweise einem Prozessor oder einem System-on-a-Chip, auf einer oder mehreren Platinen eines Steuergeräts integriert sein. Jeder integrierte Schaltkreis eines Peripheriegeräts kann dynamisch in einen energiesparenden Betriebszustand gesetzt werden. Der energiesparende Betriebszustand kann beispielsweise durch ein Zurücksetzen des integrierten Schaltkreises mittels eines Reset-Pins des integrierten Schaltkreises erfolgen oder durch ein Abschalten einer Stromzufuhr für den integrierten Schaltkreis. Das Abschalten der Stromzufuhr kann beispielsweise durch einen Lastverteiler, zum Beispiel einen Switch für eine Stromversorgung des integrierten Schaltkreises, erfolgen, der die Stromzufuhr eines einzelnen integrierten Schaltkreises steuert, oder durch das Abschalten einer Stromschiene, mit der mehrere integrierte Schaltkreise verbunden sind.
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Das System 100 kann, auf Anwendungsebene 102, mehrere Anwendungen 104, 106, 108, 110, 112 ausführen. Vorzugsweise kann das System 100 mehrere Anwendungen gleichzeitig ausführen. Die Anwendung können Hintergrundanwendungen und Anwendungen mit einer grafischen Benutzerschnittstelle sein. Die Anwendungen können native Anwendungen sein oder Anwendungen sein, die in einer Laufzeitumgebung ausgeführt werden. Jede Anwendung kann eine Ressourcenanfrage oder mehrere Ressourcenanfragen direkt oder indirekt erzeugen. Eine Ressourcenanfrage kann Ressourcen eines oder mehrerer integrierter Schaltkreise eines oder mehrerer Peripheriegeräte benötigen. Beispielsweise kann eine Ressourcenanfrage eine Kommunikation über einen Bluetooth-Chip als ein erstes Peripheriegerät umfassen und eine weitere Ressourcenanfrage eine Audioausgabe über den Audio-Chip als ein zweites Peripheriegerät umfassen.
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Das System 100 kann eine Ressourcenanfragensammeleinheit 114 umfassen. Vorzugsweise ist die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 ein Teil des Betriebssystems 116 des Systems 100. Die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 kann eine Vielzahl von Ressourcenanfragen einer oder mehrerer Anwendungen empfangen 202. Wie bereits oben beschrieben, kann eine Ressourcenanfrage der Vielzahl von Ressourcenanfragen Ressourcen eines oder mehrerer Peripheriegeräte der Vielzahl von Peripheriegeräten anfragen. Vorzugsweise kann die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 alle Ressourcenanfragen jeder auf der Anwendungsebene 102 ausgeführten Anwendung empfangen. Indem die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 alle Ressourcenanfragen aller Anwendungen des Systems 100 in der Datenbank speichert, hat die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 eine vollständige Übersicht über die benötigten Ressourcen aller Ressourcenanfragen.
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Die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 kann die Ressourcenanfragen der Anwendungen an eine Treibersoftware des Peripheriegeräts weiterleiten. Alternativ kann die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 von der Treibersoftware des Peripheriegeräts oder einer anderen Komponente des Betriebssystems 116 eine Kopie der Ressourcenanfragen der Anwendungen erhalten. Zusätzlich kann die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 von der Treibersoftware des Peripheriegeräts eine Nachricht über einen Fehler einer Ressource des integrierten Schaltkreises des Peripheriegeräts erhalten und speichern. Die Treibersoftware kann beispielsweise einen Hardwaredefekt an die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 übermitteln, der als zusätzliche Information zu einer Ressourcenanfrage hinzugefügt und in der Datenbank der Ressourcenanfragensammeleinheit 114 gespeichert werden kann.
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Die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 kann die Vielzahl der empfangenen Ressourcenanfragen speichern 204. Die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 kann die Vielzahl der empfangenen Ressourcenanfragen in einer Datenbank speichern. Eine Ressourcenanfrage kann einen Zeitstempel oder einen Typ umfassen. Umfasst die Ressourcenanfrage keinen Zeitstempel, kann die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 einen Zeitstempel der Ressourcenanfrage hinzufügen, so dass jede Ressourcenanfrage einen Zeitstempel umfasst. Der Typ der Ressourcenanfrage kann eine Leseanfrage, eine Schreibanfrage, eine Konfigurationsanfrage oder eine Statusabfrage für ein Peripheriegerät sein.
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Zusätzlich kann die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 die gespeicherte Vielzahl von Ressourcenanfragen verarbeiten. Die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 kann eine Häufigkeit von Ressourcenanfragen des gleichen Typs ermitteln. Die ermittelte Häufigkeit der Ressourcenanfragen kann die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 in der Datenbank zusammen mit den Ressourcenanfragen speichern.
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Die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 kann alle Anfragen zu einer jeweiligen Ressource eines Peripheriegeräts für ein oder mehrere vorgegebene Zeitintervalle aggregieren. Im Folgenden zeigt Tabelle 1 ein beispielhaftes Transformieren der Zeitstempel der Ressourcenanfragen in Ressourcenanfragen pro Zeitintervall für drei vorgegebene Zeitintervalle: Tabelle 1: Häufigkeit von Ressourcenanfragen für vorgegebene Zeitintervalle
| | Ressourcenanfragen in dem letzten 10ms-Intervall | Ressourcenanfragen in dem letzten 1s-Intervall | Ressourcenanfragen in dem letzten 10s-Intervall |
| USB | 1000 | 1000 | 1000 |
| Bluetooth/WiFi | 10 | 10000 | 10000 |
| Navigation | 0 | 0 | 0 |
| Bildverarbeitung | 0 | 0 | 5 |
| Serialisierer/ Deserialisierer | 1 | 100 | 1000 |
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Die Häufigkeit der Ressourcenanfragen für verschiedene vorgegebene Zeitintervalle aus Tabelle 1 gibt einen Überblick über den zeitlichen Ablauf der Nutzung der integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte durch die Anwendungen. Tabelle 1 zeigt, dass der integrierte Schaltkreis für das Navigationssystem nicht in dem letzten 10s-Intervall verwendet wurde. Folglich kann der integrierte Schaltkreis des Navigationssystems ausgeschalten werden, um Energie zu sparen. Der integrierte Schaltkreis für USB wurde hingegen von 1000 Ressourcenanfragen nur in dem letzten 10ms-lntervall verwendet. Dieses Verhalten kann auf ein Starten einer neuen Anwendung, die eine USB-Schnittstelle verwendet oder eine bereits laufende Anwendung hinweisen, die eine Funktion ausführt, für die die USB-Schnittstelle seit dem letzten 10ms-lntervall benötigt wird. Der integrierte Schalkreis für Bluetooth/WiFi ist in dem letzten 1s-lntervall verwendet worden. Eine Nutzung des integrierten Schaltkreises für Bluetooth/WiFi hat in den 9s zuvor nicht stattgefunden, da der integrierte Schaltkreis nicht benötigt wurde. Der integrierte Schaltkreis für Bluetooth/WiFi hätte somit in diesem Zeitintervall ausgeschaltet werden können. Der integrierte Schaltkreis für den Serialisierer/Deserialisierer wurde kontinuierlich in den letzten 10s von den Anwendungen des Steuergeräts genutzt. Ein Einsparen von Energie ist bei diesem integrierten Schaltkreis nicht möglich. Der integrierte Schaltkreis für die Bildverarbeitung wurde in dem letzten 10s-lntervall verwendet, jedoch nur zu Beginn des letzten 10s-Intervalls, jedoch nicht in der letzten Sekunde des 10s-Intervalls. Der integrierte Schaltkreis für die Bildverarbeitung wird nicht mehr benötigt von den Anwendungen und kann daher in einen energiesparenden Betriebsmodus geschaltet werden.
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Das Transformieren der Zeitstempel der Ressourcenanfragen in Anfragen pro Zeitintervall für verschiedene Zeitintervalle kann dazu verwendet werden, um Merkmale für eine Ressourcenentscheidungseinheit 124 zu bestimmen, die beispielsweise ein maschinelles Lernverfahren der Ressourcenentscheidungseinheit 124 verwenden kann. Weiter kann durch das Transformieren der Zeitstempel der Ressourcenanfragen in Anfragen pro Zeitintervall die Anzahl der gespeicherten Ressourcenanfragen in der Datenbank der Ressourcenanfragensammeleinheit 114 reduziert werden. Die Ressourcenanfragen, deren Zeitstempel durch die Ressourcenanfragensammeleinheit verarbeitet wurde, können aus der Datenbank entfernt werden.
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Die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 kann die Ressourcenanfragen, die Zeitstempel, die Häufigkeit der Ressourcenanfragen an die Ressourcenentscheidungseinheit 124, und/oder alle weiteren, in der Datenbank gespeicherten Daten kontinuierlich an die Ressourcenentscheidungseinheit 124 übermitteln.
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Die Ressourcenentscheidungseinheit 124 kann von der Ressourcenanfragensammeleinheit 114 die Ressourcenanfragen, die Zeitstempel, die Häufigkeit der Ressourcenanfragen, und alle weiteren, in der Datenbank der Ressourcenanfragensammeleinheit 114 gespeicherten Daten empfangen. Weiter kann die Ressourcenentscheidungseinheit 124 von einer Prozesssteuerungseinheit 126 ein Ressourcenkonfigurationsprofil empfangen 206.
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Die Ressourcenentscheidungseinheit 124 kann aus den empfangenen Daten bestimmen, welche Ressourcen der Peripheriegeräte aktuell benötigt werden. Insbesondere kann die Ressourcenentscheidungseinheit 124 bestimmen, welche integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte aktuell benötigt werden und welche nicht benötigt werden. Dazu kann die Ressourcenentscheidungseinheit 124 für jeden integrierten Schaltkreis der Peripheriegeräte einen Soll-Betriebszustand in Abhängigkeit der empfangenen Vielzahl von Ressourcenanfragen und des empfangenen Ressourcenkonfigurationsprofils bestimmen 208. Der Soll-Betriebszustand legt für jeden integrierten Schaltkreis der Peripheriegeräte fest, ob der integrierte Schaltkreis in einen energiesparenden Betriebszustand gesetzt werden kann oder weiter betrieben werden muss.
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Die Ressourcenentscheidungseinheit 124 kann die Entscheidung über den Soll-Betriebszustand jedes integrierten Schaltkreises regelbasiert festlegen. Zusätzlich oder alternativ kann die Ressourcenentscheidungseinheit 124 die Entscheidung über den Soll-Betriebszustand mittels eines maschinellen Lernverfahrens, beispielsweise einem neuronalen Netz, ermitteln. Das Trainieren des neuronalen Netzes kann auf einem fahrzeugexternen Server erfolgen.
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Die Ressourcenentscheidungseinheit 124 kann den Soll-Betriebszustands als Multiklassen-Klassifikationsproblem für alle integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte oder als binäres Klassifikationsproblem für jeden einzelnen integrierten Schaltkreis bestimmen. Der Merkmalsvektor für das Multiklassen-Klassifikationsproblem kann mittels des Ressourcenkonfigurationsprofils und/oder den gesammelten und/oder transformierten Ressourcenanfragen erzeugt werden. Das Ressourcenkonfigurationsprofil kann Merkmale umfassen, die dem Merkmalsvektor hinzugefügt werden. Beispielsweise kann das Ressourcenkonfigurationsprofil eine maximale Startzeit und/oder eine maximale Latenz für jeden integrierten Schaltkreis festlegen. Die maximale Startzeit und/oder die maximale Latenz können als Merkmale zu dem Merkmalsvektor hinzugefügt werden. Weiter können für das Multiklassen-Klassifikationsproblem Kombinationen von Peripheriegeräten festgelegt sein, die in bestimmten Anwendungsszenarien auftreten und eine Klasse des Multiklassen-Klassifikationsproblems bilden.
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Die Ressourcenentscheidungseinheit 124 kann alternativ den Soll-Betriebszustand für jeden einzelnen integrierten Schaltkreis der Peripheriegeräte als binäres Klassifikationsproblem bestimmen. Das Ergebnis der binären Klassifikation ist, dass der entsprechende integrierte Schaltkreis entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet werden soll.
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Beide Klassifikationsprobleme, das Multiklassen-Klassifikationsproblem und das binäre Klassifikationsproblem können durch bekannte, lineare und/oder nicht-lineare Klassifikationsalgorithmen gelöst werden. Beispiele für lineare und nicht-lineare Klassifizierungsalgorithmen sind: tiefe, neuronale Netze, Entscheidungsbäume, k-nächste Nachbarn, oder Unterstützungsvektormaschinen. Welcher Klassifizierungsalgorithmus durch die Ressourcenentscheidungseinheit verwendet wird, kann von der Anzahl der Klassen, der verfügbaren Rechenleistung des Steuergeräts, und der Komplexität des Szenarios, beispielsweise von der Anzahl der gleichzeitig ausgeführten Anwendungen und/oder welche Ressourcen diese Anwendungen benötigen, abhängen. Vorzugsweise kann der Klassifizierungsalgorithmus der Ressourcenentscheidungseinheit 124 durch das empfangene Konfigurationsprofil festgelegt werden.
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Weiter kann die Ressourcenentscheidungseinheit 124 eine Zustandsmaschine umfassen. Die Zustandsmaschine kann ein Übermitteln der Soll-Betriebszustände an eine Ressourcenbereitstellungseinheit 128 verzögern. Im Detail kann die Zustandsmaschine ein Filter auf die Soll-Betriebszustände der Peripheriegeräte anwenden. Das Filter kann ein Tiefband-Filter oder eine Hysterese-Kurve sein. Durch das Anwenden des Filters auf die Soll-Betriebszustände können schnelle, kurzfristige Wechsel der Betriebsmodi der integrierten Schaltkreise eliminiert werden. Ein häufiges Aus- und Einschalten der integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte kann zu Zeitperioden vermieden werden, in denen keine Energieeinsparung oder nur eine Energieeinsprung kleiner als ein vorgegebener minimaler Schwellwert durch das Ausschalten einer oder mehrerer integrierter Schaltkreise erzielt werden kann, und/oder eine Latenz größer als ein vorgegebener, maximaler Schwellwert durch das Einschalten einer oder mehrere integrierter Schaltkreise verursacht wird.
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Vorzugsweise verwendet die Ressourcenentscheidungseinheit 124 ein neuronales Netzwerk für das Bestimmen der Soll-Betriebszustände. Das Trainieren des neuronalen Netzes kann überwacht auf einem fahrzeugexternen Server erfolgen. Die Daten zum Trainieren des neuronalen Netzes können erzeugt werden, indem einzelne Anwendungen und/oder Kombinationen von Anwendungen auf einem Steuergerät ausgeführt werden, die Ressourcenanfragen durch die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 gesammelt werden, und die gesammelten Ressourcenanfragen mit der korrespondierenden Klasse der benötigten und nicht benötigen Ressourcen mit einem Marker versehen werden. Weiter kann das neuronale Netz mit Ressourcenanfragen von fehlerhaften Soll-Betriebszuständen trainiert werden. Dazu können die Ressourcenanfragen und die fehlerhaften Soll-Betriebszustände von dem Fahrzeug an den fahrzeugexternen Server übermittelt werden. Der fahrzeugexterne Server kann nach dem Lernen der Ressourcenanfragen von fehlerhaften Soll-Betriebszuständen angepasste Gewichte für das neuronale Netz an das Fahrzeug, insbesondere an die Prozesssteuerungseinheit 126 übermitteln. Die Prozesssteuerungseinheit 126 kann die angepassten Gewichte des neuronalen Netzes als Parameter des Ressourcenkonfigurationsprofils an die Ressourcenentscheidungseinheit 124 übermitteln.
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Die Ressourcenentscheidungseinheit 124 kann die Soll-Betriebszustände an die Ressourcenbereitstellungseinheit 128 übermitteln. Die Ressourcenbereitstellungseinheit 128 kann die Soll-Betriebszustände der Ressourcenentscheidungseinheit 124 empfangen. Weiter kann die Ressourcenbereitstellungseinheit 128 die Vielzahl von Peripheriegeräten in Abhängigkeit des bestimmten Soll-Betriebszustands so steuern 210, dass ein Ist-Betriebszustand eines jeweiligen Peripheriegeräts der Vielzahl von Peripheriegeräten dem bestimmten Soll-Betriebszustands des jeweiligen Peripheriegeräts der Vielzahl von Peripheriegeräten entspricht. Im Detail steuert die Ressourcenbereitstellungseinheit 128 die integrierten Schaltungen mittels eines Prozessors 132, der das Ausschalten und Einschalten der integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte 134, 136, 138 auf der Hardwareebene 130 des Systems ausführt. Das Ein- und Ausschalten der integrierten Schaltkreise der Peripheriegeräte kann durch das Ein- oder Ausschalten der Stromschienen, speziellen Stromverteilerschaltungen und/oder das Setzen des integrierten Schaltkreises in einen Reset-Zustand mit einem geringen Stromverbrauch erfolgen.
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Die Prozesssteuerungseinheit 126 kann die Ressourcenanfragensammeleinheit 114, die Ressourcenentscheidungseinheit 124 und die Ressourcenbereitstellungseinheit 128 überwachen und steuern. Beispielsweise kann die Prozesssteuerungseinheit 126 eine Entscheidung über einen Soll-Betriebszustand der Ressourcenentscheidungseinheit 124 überstimmen und die Ressourcenentscheidungseinheit 124, die Ressourcenanfragensammeleinheit 114 und/oder die Ressourcenbereitstellungseinheit 128 deaktivieren, so dass keine Soll-Betriebszustände ermittelt und ausgeführt werden. Beispielswiese kann die Prozesssteuerungseinheit festlegen, dass eine Ressource niemals ausgeschaltet und/oder in einen energiesparenden Betriebszustand gesetzt werden darf, auch wenn der integrierte Schaltkreis des Peripheriegeräts nicht benötigt wird. Wenn eine Startzeit eines integrierten Schaltkreises eines Peripheriegeräts und/oder eine Nichtverfügbarkeit des integrierten Schaltkreises eines Peripheriegeräts zu keiner Zeit toleriert werden kann, kann die Prozesssteuerungseinheit in dem Ressourcenkonfigurationsprofil eine Regel für diese Ressource hinzufügen, die die Ressourcenentscheidungseinheit 124 stets berücksichtigen muss.
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Vorteilhafterweise kann das System 100 und das Verfahren 200 dynamisch Peripheriegeräte eines Steuergeräts des Fahrzeugs abschalten, wenn eine Vielzahl von Anwendungen ein oder mehrere Peripheriegeräte nicht benötigt. Das Steuergerät und die Peripheriegräte des Steuergeräts können energieeffizienter betrieben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- System
- 102
- Anwendungsebene
- 104
- Anwendung
- 106
- Anwendung
- 108
- Anwendung
- 110
- Anwendung
- 112
- Anwendung
- 114
- Ressourcenanfragensammeleinheit
- 116
- Betriebssystem
- 118
- Treibersoftware
- 120
- Treibersoftware
- 122
- Treibersoftware
- 124
- Ressourcenentscheidungseinheit
- 126
- Prozesssteuerungseinheit
- 128
- Ressourcenbereitstellungseinheit
- 130
- Hardwareebene
- 132
- Prozessor
- 134
- integrierter Schaltkreis eines Peripheriegeräts
- 136
- integrierter Schaltkreis eines Peripheriegeräts
- 138
- integrierter Schaltkreis eines Peripheriegeräts
- 200
- Verfahren
- 202
- Empfangen einer Vielzahl von Ressourcenanfragen
- 204
- Speichern der Vielzahl von Ressourcenanfragen
- 206
- Empfangen eines Ressourcenkonfigurationsprofils
- 208
- Bestimmen eines Soll-Betriebszustands
- 210
- Steuern einer Vielzahl von Peripheriegräten
