DE10335812A1 - Modular and scalable system of electronic components for vehicles - Google Patents
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Abstract
Ein modulares und skalierbares System (1) zur Ausführung von Unterhaltungs-, Telekommunikations-, Steuerungs- und Überwachungsfunktionen für Fahrzeuge besteht aus Standardelektronikbausteinen (6, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 47, 50, 53, 58, 61, 63, 71, 73, 77, 80, 90, 91, 92, 93, 94, 97) und anwendungsspezifischen Elektronikbausteinen (75, 96) zur Informationsverarbeitung und -speicherung sowie zur Datenkommunikation. Die Komfort-, Steuerungs- und Überwachungsfunktionen mit hohen Echtzeitanforderungen sind auf einer ersten Elektronikbaugruppe (2) und die Unterhaltungs-, Telekommunikations-, Steuerungs- und Überwachungsfunktionen mit geringeren Echtzeitanforderungen sind auf einer zweiten Elektronikbaugruppe (3) ausgeführt.A modular and scalable system (1) for performing entertainment, telecommunications, control and monitoring functions for vehicles consists of standard electronic components (6, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 , 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 47, 50, 53, 58, 61, 63, 71, 73, 77 , 80, 90, 91, 92, 93, 94, 97) and application-specific electronic components (75, 96) for information processing and storage as well as for data communication. The comfort, control and monitoring functions with high real-time requirements are carried out on a first electronics module (2) and the entertainment, telecommunication, control and monitoring functions with lower real-time requirements are carried out on a second electronics module (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein modulares und skalierbares System von Elektronikkomponenten für Fahrzeuge mit integrierten Unterhaltungs-, Telekommunikations-, Steuerungs- und Überwachungsfunktionen.The invention relates to a modular and scalable system of electronic components for vehicles with integrated entertainment, telecommunication, control and monitoring functions.
Heutige Fahrzeuge, insbesondere Automobile, weisen neben mechanischen, hydraulischen und pneumatischen Systemen im zunehmenden Maße elektronische Systemen auf. Die elektronischen Systeme wurden bisher schwerpunktmäßig für Steuerungs- und Überwachungsaufgaben von unterschiedlichsten Aggregaten und Geräten im Fahrzeug entwickelt. Neben der Steuerung, Überwachung und Diagnose des Antriebs (Motor-Steuerung, Motor-Management) und des Antriebsstranges (Getriebe, Kupplung) führen diese elektronische Systeme hauptsächlich Steuerungs- und Überwachungsaufgaben im Bereich der aktiven und passiven Sicherheit im Fahrzeug durch (z.B. Antiblockiersystem, Anti-Schlupf-Regelung, Airbag, Dämpfungs- und Stabilitätsregelung, Abstandsregelung, Wegfahrsperre, Türkontrollsystem). Derart hochkomplexe Steuerungs- und Überwachungsfunktionen ließen sich erst durch die Entwicklung der Mikroelektronik verwirklichen.Today's vehicles, especially automobiles, have mechanical, hydraulic and pneumatic systems to an increasing extent electronic systems. The electronic systems have so far been mainly for control and surveillance tasks developed by a wide variety of units and devices in the vehicle. In addition to control, monitoring and diagnosis of the drive (motor control, motor management) and of the drive train (gearbox, clutch), these electronic systems mainly control and surveillance tasks in the area of active and passive safety in the vehicle (e.g. anti-lock braking system, anti-slip control, airbag, damping and stability control, Distance control, immobilizer, door control system). Such highly complex Control and monitoring functions could can only be realized through the development of microelectronics.
Neben diesen antriebsnahen und sicherheitsrelevanten Meß-, Steuer- und Regelungsaufgaben werden heute in Fahrzeugen verstärkt auch Komfortfunktionen durch Elektronikkomponenten verwirklicht. Hierbei handelt es sich einerseits um Funktionen zur Erhöhung der Behaglichkeit in der Fahrgastzelle (z.B. Klimaanlage, Audio- und Videosysteme), um die Automatisierung von Bedienfunktionen (z.B. elektronische Fensterheber, elektronische Scheibenwischer, automatisierte Sitzverstellung) und um Telekommunikationsfunktionen (z.B. Mobilfunk, Navigation).In addition to these drive-related and safety-relevant measuring, Control and regulation tasks are increasingly becoming comfort functions in vehicles today realized by electronic components. This is it on the one hand functions to increase comfort in the passenger compartment (e.g. air conditioning, audio and video systems) to automate operating functions (e.g. electronic windows, electronic wipers, automated Seat adjustment) and telecommunications functions (e.g. mobile radio, navigation).
Im Bereich der Unterhaltung-Infotainement – ist das klassische Autoradio längst durch einen RDS-Tuner mit CD- /DVD-Player ersetzt. Elektronikmodule für den TV-Empfang gewinnen zunehmend an Bedeutung im Fahrzeug. Im Bereich der Telekommunikation wird die Mobiltelefonie über das GSM-Netz mit Internetzugriff nach dem GPRS-Kommunikationsstandard durch entsprechende Empfangsmodule realisiert. Elektronische Navigationssysteme, die auf Basis des satellitengestützten globalen Ortungssystems (global position system = GPS) arbeiten, stellen hochkomplexe Elektroniksysteme im Fahrzeug dar. Analoge Anzeigen werden zunehmend durch hochauflösende Vollgrafikbildschirme ersetzt. Die Bedienung der einzelnen Aggregate und Geräte im Fahrzeug erfolgt nicht nur durch mechanische Tasten und Drehknöpfe, sondern wird zukünftig auch über elektronikunterstützte Spracheingabe verwirklicht.In the area of entertainment infotainment - that is classic car radio long ago through an RDS tuner with CD / DVD player replaced. Electronic modules for TV reception is becoming increasingly important in vehicles. In the area In telecommunications, mobile telephony is accessed via the GSM network with Internet access according to the GPRS communication standard with appropriate receiving modules realized. Electronic navigation systems based on the satellite-based global positioning system (GPS) work, represent highly complex electronic systems in the vehicle. Analogs Advertisements are becoming increasingly common thanks to high-resolution full graphics screens replaced. The operation of the individual units and devices in the vehicle is done not only by mechanical buttons and knobs, but will be in the future also about electronics-aided Voice input realized.
Alle diese elektronischen Geräte sind über leistungsfähige Bussysteme, im Automobilbereich insbesondere den elektronischen CAN- und Firewire-Bus sowie den optoelektronischen MOST-Bus, miteinander vernetzt. Speichermedien wie Flash-Speicher, CD-ROM, DVD oder Festplatte bieten genügend Speicherkapazität für die speicherintensiven Anwendungen im Fahrzeug. Eine Bluetooth-Schnittstelle für drahtlose Kommunikation sowie eine Ethernet-Schnittstelle für Netzwerkanschluß bieten die Möglichkeit zum Anschluß eines mobilen Rechners an die Fahrzeugelektronik.All of these electronic devices are through powerful bus systems, in the automotive sector in particular the electronic CAN and Firewire bus and the optoelectronic MOST bus, networked together. storage media like flash memory, CD-ROM, DVD or hard disk offer enough storage capacity for the memory-intensive Applications in the vehicle. A bluetooth interface for wireless Offer communication as well as an Ethernet interface for network connection the possibility to connect one mobile computer to the vehicle electronics.
Die einzelnen elektronischen Geräte und Module sind bisher als autarke Systeme konzipiert und somit für ihre jeweilige Anwendung für sich allein voll funktionsfähig. Jede Elektronik-Einheit weist deshalb eine eigene Prozessor-Einheit, eigene Speichermodule und eigene Schnittstellenbausteine zur Peripherie und zu den Kommunikationsbussen auf. Neben proprietären Bausteinen handelt es sich dabei meistens um Standardbausteine. Ein Datenaustausch zwischen den einzelnen Elektronikgeräten und -modulen über Kommunikationsbusse ist möglich, aber auf Grund proprietärer Schnittstellenbausteine stark begrenzt (z.B. kein Zugriff eines Elektronikmoduls auf lokale Speicher eines anderen Elektronikmoduls). Auch die Nutzung von Hardware-Ressourcen auf benachbarten Elektronikmodulen durch Anwendungen, die auf einem bestimmten Elektronikmodul implementiert sind, sind auf Grund dieses Engpasses gar nicht (z.B. begrenzte Prozessorleistung) oder nur beschränkt möglich (z.B. Zugriff auf Binär- oder Analog- Eingänge einer benachbarten Elektronikbaugruppe).The individual electronic devices and modules have so far been designed as self-sufficient systems and thus for their respective Application for yourself fully functional. Each electronics unit therefore has its own processor unit, own memory modules and own interface modules to the periphery and to the communication buses. In addition to proprietary building blocks these are mostly standard modules. A data exchange between the individual electronic devices and modules via communication buses is possible, but due to proprietary Interface modules severely limited (e.g. no access by one Electronics module to local memory of another electronics module). Also the use of hardware resources on neighboring electronic modules through applications implemented on a particular electronics module due to this bottleneck (e.g. limited Processor performance) or only possible to a limited extent (e.g. access to binary or Analog inputs a neighboring electronics module).
Große Bedeutung gewinnt im Fahrzeug vor allem die kundenindividuelle Konfiguration von multimedialen Unterhaltungs- und Telekommunikationsfunktionen in elektronischen Systemen. Hierbei ist ein Elektroniksystem zu konfigurieren, das in seinem Umfang derart skalierbar ist, daß es jeweils nur die vom jeweiligen Kunden gewünschten Funktionen beinhaltet. Hierzu sind modulare Komponenten vorzuhalten, mit denen entsprechend einem Baukastensystem das Elektroniksystem im Fahrzeug kundenindividuell skaliert werden kann. Über eine einfache und kompakte Verbindungstechnik sind gemäß dem Kundenwunsch die entsprechenden Hardwaremodule inklusive der dazugehörigen Systemsoftware in das Elektroniksystem des Fahrzeugs zu integrieren. Auch ein nachträgliches Nachrüsten von Elektronikkomponenten sowie eine Aktualisierung von Hard- und Systemsoftwareversionen (Updating) ist in heutigen Elektroniksystemen in Fahrzeugen vorgesehen.Great importance gains in the vehicle especially the customized configuration of multimedia Entertainment and telecommunications functions in electronic Systems. An electronic system is to be configured here is so scalable in scope that it is only that of each Customers desired Features included. For this, modular components must be kept with which, according to a modular system, the electronics system can be scaled individually in the vehicle. Over a simple and compact connection technology are according to the customer's request the corresponding hardware modules including the associated system software to integrate into the electronic system of the vehicle. Also an afterthought upgrade of electronic components as well as an update of hardware and system software versions (Updating) is provided in today's electronic systems in vehicles.
In der
Da eine beliebige Anzahl von Erweiterungsmodulen über den lokalen Bus in das Elektroniksystem integriert werden kann, ist die Forderung nach einem flexibel und modular skalierbaren Elektroniksystem erfüllt. Nachteilig an dieser Systemarchitektur ist aber die hohe Anzahl an anwendungsspezifischen Bausteinen (beispielsweise unterschiedlichste Signalprozessoren in den einzelnen Erweiterungsmodulen), die einen hohen Aufwand beim Design des Elektroniksystems bedeuten und einen Datenaustausch zwischen implementierten Funktionen des Elektroniksystems nicht unterstützen bzw. nur unter Zwischenschaltung aufwendiger Schnittstellen- bzw. Konvertierungsbausteine ermöglichen. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß in jeder Basisstation identische Standardbausteine wie Mikroprozessoren, Speichermodule, Schnittstellenbausteine vorliegen, die von den auf der Basisstation laufenden Anwendungen bzw. Funktionen kapazitätsmäßig nicht zwingenderweise vollständig genutzt werden. Somit liegt eine gewisse unnötige Redundanz in der Auslegung des Systems vor, die mit einem unnötigen Verbrauch an Bauraum einhergeht.Because any number of expansion modules over the local bus can be integrated into the electronics system the demand for a flexible and modularly scalable electronics system Fulfills. The disadvantage of this system architecture is the high number on application-specific building blocks (for example, a wide variety of Signal processors in the individual expansion modules), the one high effort in the design of the electronic system and one Data exchange between implemented functions of the electronic system not support or only with the interposition of complex interface or conversion modules enable. Another disadvantage is that identical in each base station Standard modules such as microprocessors, memory modules, interface modules that exist from the applications running on the base station or functions not in terms of capacity necessarily complete be used. Thus there is a certain unnecessary redundancy in the design of the System before that with an unnecessary Consumption of installation space goes hand in hand.
In dem Elektroniksystem für Fahrzeuge
der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein modulares und skalierbares System für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart weiterzubilden, daß für alle möglichen kundenindividuellen Konfigurationen der multimedialen Unterhaltungs- und Telekommunikations-Funktionen sowie Steuerungs- und Überwachungsfunktionen bei Einhaltung der Echtzeitanforderungen der einzelnen Funktionen die einzelnen Elektronikkomponenten möglichst effizient ausgelastet sind.The invention is therefore the object based on a modular and scalable system for vehicles according to the generic term of claim 1 so that for all possible customer-specific Configurations of multimedia entertainment and telecommunications functions as well Control and monitoring functions in compliance with the real-time requirements of the individual functions the individual electronic components are utilized as efficiently as possible are.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein modulares und skalierbares System von Elektronikkomponenten für Fahrzeuge mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.The object of the invention is achieved by a modular and scalable system of electronic components for vehicles solved with the features of claim 1.
Das modulare und skalierbare System wird im Hinblick auf einem minimale Vorhaltung von Elektronikkomponenten auf insgesamt zwei Elektronikbaugruppen reduziert. Um die einzelnen Elektronikkomponenten auf den beiden Elektronikbaugruppen möglichst optimal auszulasten, werden soweit wie möglich möglichst viele Standardbausteine – Mikroprozessoren, Speichermodule, Schnittstellebausteinen und dgl. – eingesetzt, die von einer möglichst großen Anzahl von implementierten Funktionen genutzt werden können. Die Integration von anwendungsspezifischen Spezialbausteinen wird entsprechend des maximal zu konfigurierenden Funktionsumfangs des Systems auf das nötigste Maß reduziert.The modular and scalable system is with regard to a minimal stock of electronic components reduced to a total of two electronic modules. To the individual Electronic components on the two electronics modules if possible as far as possible, as many standard components as possible - microprocessors, Memory modules, interface modules and the like - used, the largest possible number can be used by implemented functions. The integration of application-specific Special modules will be configured according to the maximum Functional scope of the system reduced to the bare minimum.
Da die entsprechend der gewünschten Konfiguration zu realisierenden Funktionen unterschiedliche Echtzeitanforderungen besitzen und eine unterschiedlich hohe Verarbeitungskomplexität-Algorithmik, Datenkomplexität – aufweisen, werden auf der ersten Elektronikbaugruppe auf einem sehr leistungsfähigen Mikroprozessor rechenintensive Funktionen mit hohen Echtzeitanforderungen und hoher Verarbeitungskomplexität bearbeitet, während auf dem Mikroprozessor der zweiten Elektronikbaugruppe weniger rechenintensive Funktionen mit geringeren Echtzeitanforderungen und geringerer Verarbei tungskomplexität berechnet werden. Somit ist gewährleistet, daß die einzelnen Funktionen entsprechend ihres Rechenleistungsbedarfes auf einer Elektronikbaugruppe mit einem Mikroprozessor implementiert sind, der eine adäquate Rechenleistung aufweist.Because the according to the desired Configuration of functions to be implemented have different real-time requirements have different processing complexity algorithms, Data complexity - have are on the first electronics module on a very powerful microprocessor processes compute-intensive functions with high real-time requirements and high processing complexity, while less processor-intensive on the microprocessor of the second electronics module Functions with lower real-time requirements and less processing complexity are calculated become. This ensures that the individual functions according to their computing power requirements implemented on an electronic assembly with a microprocessor are the one adequate Has computing power.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the Inventions are in the dependent claims specified.
Das modulare und skalierbare System ist derart ausgelegt, daß die beiden Elektronikbaugruppen über den gemeinsamen Kommunikationsbus kontinuierlich das Betriebsverhalten der jeweils anderen Elektronikbaugruppe überwachen und bei Ausfall oder bei nicht vorschriftsgemäßem Betriebsverhalten der jeweiligen Elektronikbaugruppe zumindest die für den Fahrzeugbetrieb wichtigen Funktionen der jeweils anderen Elektronikbaugruppe übernehmen. Diese Redundanz des Systems ist bei der Systemauslegung – z.B. Bemessung der Prozessorleistung und der Speicherkapazität usw. – berücksichtigt.The modular and scalable system is designed so that the two electronics modules over the common communication bus continuously the operating behavior monitor the other electronics module and in case of failure or in the event of improper operating behavior of the respective electronic assembly, at least that for vehicle operation important functions of the other electronics module. This redundancy of the system is important when designing the system - e.g. Rating processor performance and memory capacity, etc. - are taken into account.
Die Modularität und Skalierbarkeit des Systems wird in Abgrenzung zu den in den obengenannten Druckschriften vorgestellten Systemarchitekturen nicht durch Integration entsprechender Hardwaremodule realisiert, sondern durch softwaretechnische Konfiguration des Systems. Hierzu werden bei der Initialisierung des Systems mittels einer Konfigurationssoftware die programmierbaren anwendungsspezifischen Bausteine – beispielsweise programmierbare FPGAs oder CPLDs – hinsichtlich ihrer Hardwarefunktionalitäten konfiguriert und die Systemsoftware derjenigen festverdrahteten anwendungsspezifischen Bausteine aktiviert, die für die Implementierung der gewünschten Funktionen erforderlich sind.The modularity and scalability of the system, in contrast to the system architectures presented in the above-mentioned documents, is not realized by integrating appropriate hardware modules, but rather by means of software configuration of the system. For this, at In Itialization of the system by means of configuration software configures the programmable application-specific components - for example programmable FPGAs or CPLDs - with regard to their hardware functionalities and activates the system software of the hard-wired application-specific components that are required for the implementation of the desired functions.
Im Hinblick auf eine Offenheit des modularen und skalierbaren Systems werden Standardschnittstellen verwendet. Somit ist es möglich, einen Datenaustausch zu Elektronikkomponenten über Standard-Bussysteme aufzubauen, die sich im Fahrzeugbereich etabliert haben und noch etablieren werden (z. B. CAN-, Firewire- und MOST-Bus). Auch zu standardisierten Netzen (z. B. LAN, GSM, GPRS, GPS usw.) bestehen standardisierte Schnittstellen, um einen Datenverkehr mit Systemen, Geräten und Komponenten außerhalb des Fahrzeugs zu gewährleisten. Auch der Anschluß von Standard-Peripheriegeräten (z. B. Grafikbildschirm, Touch-Screen, Drucker, Fax, Maus, Joystick, Eingabetastatur, Mikrofon, Lautsprecher, Antenne usw.) wird über Standardperipherieschnittstellen ermöglicht.With a view to openness of the modular and scalable systems become standard interfaces used. So it is possible establish a data exchange with electronic components via standard bus systems, which have established themselves in the vehicle sector and will continue to do so (e.g. B. CAN, Firewire and MOST bus). Also to standardized networks (e.g. LAN, GSM, GPRS, GPS etc.) there are standardized interfaces, for data traffic with systems, devices and components outside of the vehicle. Also the connection of Standard peripherals (e.g. graphic screen, touch screen, printer, fax, mouse, joystick, Input keyboard, microphone, loudspeaker, antenna, etc.) is via standard peripheral interfaces allows.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:
Das erfindungsgemäße modulare und skalierbare
System wird mit seiner Ausführungsform nachfolgend
unter Bezugnahme auf
Das modulare und skalierbare System
Die erste Elektronikbaugruppe
- – eine
Busschnittstelle
9 für den CAN-Bus (Controller Area Network Bus) - – eine
Busschnittstelle
10 für einen Audiodaten-Bus, beispielsweise den Inter-IC-Sound-Bus (I2S-Bus) - – eine
Softwareschnittstelle
11 zur Diagnose und Software-Aktualisierung über einen seriellen asynchronen Bus (universal ascynchronous receiver transmitter (UART)) - – eine
Busschnittstelle
12 für eine Verbindung zu einer Mobilfunk-Antenne nach dem GSM-/GPRS-Kommunikationsstandard über einen seriellen asynchronen Bus (universal ascynchronous receiver transmitter (UART)) - – eine
Busschnittstelle
13 für eine Verbindung zu einer mit dem satellitengestützten globalen Ortungssystem (GPS) verbundenen Antenne über einen seriellen asynchronen Bus (universal ascynchronous receiver transmitter (UART)) - – eine
Busschnittstelle
14 für eine Verbindung zu peripheren Bedienelementen und einfachen Anzeigeeinrichtungen über einen seriellen asyn chronen Bus (universal ascynchronous receiver transmitter (UART)) - – eine
Schnittstelle
15 für eine Teilnehmer-Identifizierungskarte (subscriber identification module (SIM)) für einen berechtigten Zugang des modularen und skalierbaren Systems als Teilnehmer an das Mobilfunknetz (GSM-/GPRS-Netz) - – eine
Schnittstelle
16 nach dem Bluetooth-Standard zur funkgestützten Datenübertragung zu elektronischen Geräten (Tastatur, Maus, tragbare Rechner) im Nahbereich - – eine
analoge Verbindungsschnittstelle
17 (Audio Out) zur Ansteuerung von Lautsprechern - – eine
analoge Verbindungsschnittstelle
18 (Audio In) zur Radioantenne - – eine
analoge Schnittstelle
19 zum Anschluß einer Fahrzeug-Bordspannung - – ein
Dual-Port-RAM-Baustein
6 zum Datenaustausch mit der zweiten Elektronikbaugruppe3
- - a bus interface
9 for the CAN bus (Controller Area Network Bus) - - a bus interface
10 for an audio data bus, e.g. the Inter-IC-Sound-Bus (I2S-Bus) - - a software interface
11 for diagnostics and software updates via a serial asynchronous bus (universal ascynchronous receiver transmitter (UART)) - - a bus interface
12 for a connection to a mobile radio antenna according to the GSM / GPRS communication standard via a serial asynchronous bus (universal ascynchronous receiver transmitter (UART)) - - a bus interface
13 for a connection to an antenna connected to the satellite-based global positioning system (GPS) via a serial asynchronous bus (universal ascynchronous receiver transmitter (UART)) - - a bus interface
14 For a connection to peripheral controls and simple display devices via a serial asyn chron bus (universal ascynchronous receiver transmitter (UART)) - - an interface
15 for a subscriber identification module (SIM) for authorized access to the modular and scalable system as a subscriber to the mobile network (GSM / GPRS network) - - an interface
16 according to the Bluetooth standard for radio-based data transmission to electronic devices (keyboard, mouse, portable computer) in the close range - - an analog connection interface
17 (Audio Out) for controlling loudspeakers - - an analog connection interface
18 (Audio In) to the radio antenna - - an analog interface
19 for connecting a vehicle on-board voltage - - a dual-port RAM chip
6 for data exchange with the second electronics module3
Die erste Elektronikbaugruppe
Die zweite Elektronikbaugruppe
-
– ein
Dual-Port-RAM-Baustein 6 zum Datenaustausch mit der ersten Elektronikbaugruppe
2 - A dual-port RAM module 6 for data exchange with the first electronics module2 -
– eine
Softwareschnittstelle
21 zur Diagnose und Software-Aktualisierung über einen seriellen asynchronen Bus (universal asynchronous receiver transmitter (UART))- a software interface21 for diagnostics and software updates via a serial asynchronous bus (universal asynchronous receiver transmitter (UART)) -
– eine
Busschnittstelle
22 für eine Verbindung zu einer Mobilfunk-Antenne nach dem GSM-/GPRS- Kommunikationsstandard über einen seriellen asynchronen Bus (universal asynchronous receiver transmitter (UART))- a bus interface22 for a connection to a mobile radio antenna according to the GSM / GPRS communication standard via a serial asynchronous bus (universal asynchronous receiver transmitter (UART)) -
– eine
Busschnittstelle
23 für eine Verbindung zu einer mit dem satellitengestützten globalen Ortungssystem (GPS) verbundenen Antenne über einen seriellen asynchronen Bus (universal asynchronous receiver transmitter (UART))- a bus interface23 for a connection to an antenna connected to the satellite-based global positioning system (GPS) via a serial asynchronous bus (universal asynchronous receiver transmitter (UART)) -
– eine
standardisierte Schnittstelle
24 (nach ATAPI-Standard (AT Atachment Packet Interface)) für die Anbindung unterschiedlichster Massenspeicher (CD-ROM, DVD, Festplatte) an einen einheitlichen Massenspeicher-Ansteuerungsbaustein- a standardized interface24 (according to the ATAPI standard (AT Atachment Packet Interface)) for connecting a wide variety of mass storage devices (CD-ROM, DVD, hard disk) to a uniform mass storage device control module -
– eine
Busschnittstelle
25 für eine Hochgeschwindigkeitsbus (nach der LVDS-Technologie (low voltage differential signal technology)) zum Datentransfer zu einem schnellen nichtflüchtigen Speicher-Modul (flasch-Speicher)- a bus interface25 for a high-speed bus (according to LVDS technology (low voltage differential signal technology)) for data transfer to a fast non-volatile memory module (flask memory) -
– eine
Laufwerksschnittstelle
26 für eine Speicherkarte mit hohem Sicherheitsstandard (secure digital Karte)- a drive interface26 for a memory card with a high security standard (secure digital card) -
– eine
Schnittstelle
27 zum Anschluß einer Tastatur und/oder einer Maus nach dem PS/2-Standard- an interface27 for connecting a keyboard and / or a mouse according to the PS / 2 standard -
– eine
Schnittstelle
28 zum Anschluß eines hochauflösenden Vollgrafikbildschirms- an interface28 for connecting a high-resolution full graphics screen -
– eine
Busschnittstelle
29 für den optoelektronischen MOST-Bus (Media Oriented System Transport Bus)- a bus interface29 for the optoelectronic MOST bus (Media Oriented System Transport Bus) -
– eine
Netzschnittstelle
30 nach dem Ethernet-Standard zum Anschluß an ein lokales Netzwerk (LAN)- a network interface30 according to the ethernet standard for connection to a local area network (LAN) -
– eine
erste Erweiterungsschnittstelle
31 für eine Verbindung zu einer ersten Erweiterungs-Elektronikbaugruppe32 - a first expansion interface31 for a connection to a first expansion electronics module32 -
– eine
zweite Erweiterungsschnittstelle
33 für eine Verbindung zu seiner zweiten Erweiterungs-Elektronikbaugruppe34 - a second expansion interface33 for a connection to its second expansion electronics module34
Die zweite Elektronikbaugruppe
Gemäß
- – Steuerung und Überwachung des gesamten Sende- und Empfangsbetriebs (handshaking)
- – Protokollaufbau (framing)
- – Fehlerbehandlung (error handling)
- – Fehlerberichterstattung (error reporting)
- – Protokollsynchronisierung (frame synchronizing)
- - Control and monitoring of the entire sending and receiving operation (handshaking)
- - protocol structure (framing)
- - error handling
- - error reporting
- - protocol synchronization (frame synchronizing)
Daneben führt der CAN-Busschnittstellen-Ansteuerbaustein
- – Ansteuerung des Bedien-/Anzeige-Moduls
55 - – Ansteuerung
der Leistungsschalter im Stromschalter
63 (Leistungssteuerung) - – Navigations- und Telematikfunktionen
- – Softwarediagnose und Softwareaktualisierung
- - Control of the control / display module
55 - - Control of the circuit breakers in the power switch
63 (Power Control) - - Navigation and telematics functions
- - Software diagnostics and software updates
Die Audiodaten-Busschnittstelle
- – Demodulation des RDS-Signals (digitale senderspezifische Zusatzdaten wie z.B. Senderbezeichnung, Kurznachricht oder Sendefrequenzen zur Nachführung des Empfängers an die optimale Sendefrequenz)
- – Absorption von auftretenden Interferenzen im Empfangssignal
- – Rauschunterdrückung des Empfangssignals (nach Dolby-Standard)
- – Signalbehandlung von schwach empfangenen Signalen
- – Basisband-Signalverarbeitung (Verstellung der Lautstärke, der Höhen, der Tiefen, der Balance des Stereotons usw.)
- – Signaldekodierung und -verarbeitung zu Stereo-, Surround- und anderen Klang-Effekten
- – Generierung der Ansteuersignalen für die Audio-Endstufen
- – MP3-Kompression und -Dekompression
- - Demodulation of the RDS signal (digital transmitter-specific additional data such as transmitter name, short message or transmission frequencies for tracking the receiver to the optimal transmission frequency)
- - Absorption of interferences occurring in the received signal
- - Noise suppression of the received signal (according to Dolby standard)
- - Signal handling of weakly received signals
- - baseband signal processing (adjustment of volume, treble, bass, balance of stereo sound, etc.)
- - Signal decoding and processing to stereo, surround and other sound effects
- - Generation of the control signals for the audio output stages
- - MP3 compression and decompression
Die Audio-Endstufen
Der RDS-Tuner
Die Schnittstelle
- – Dekodierung der GPS-Daten zur exakten Bestimmung der aktuellen Position in Echtzeit
- – Ermittelung der aktuellen Bewegungsrichtung aus mehreren zurückliegenden GPS-Daten in Echtzeit
- – optionale Recherche und Abfrage nach zusätzlicher Standortinformationen zur aktuellen Position
- – Durchführung einer Routenplanung auf der Basis von abgespeicherten Stadt- und Landkarten
- - Decoding of the GPS data for exact determination of the current position in real time
- - Determination of the current direction of movement from several previous GPS data in real time
- - Optional research and query for additional location information about the current position
- - Carrying out route planning on the basis of stored city and map maps
Zusätzlich zu den charakteristischen GPS-Funktionen werden im GPS-Modul folgende GPS-fremden Funktionen zusätzlich ausgeführt:
- – Funktionen der Sprachein- und -ausgabe
- – Audiodatenkompression und -Dekompression nach dem MP3-Standard
- – Videodatenkompression und -Dekompression nach dem MPEG-Standard
- - Voice input and output functions
- - Audio data compression and decompression according to the MP3 standard
- - Video data compression and decompression according to the MPEG standard
Die Mobiltelefonie-Schnittstelle
- – Authentifizierung des Teilnehmers mittels Code der SIM-Karte
- – Modulation bzw. Demodulation im Zeit-Multiplex-Verfahren
- – Kanalkodierung bzw. -Dekodierung mit fehlerkorrigierendem Code (FEC, CRC) und Verschachtelungskodierung (Interleaving)
- – Sprachkodierung
- – Entwicklung von verschiedenen Diensten (z.B. GPRS: Internetzugriff; SMS: Kurznachrichten usw.)
- - Authentication of the participant using the code of the SIM card
- - Modulation or demodulation using the time division multiplex method
- - Channel coding or decoding with error-correcting code (FEC, CRC) and interleaving coding (interleaving)
- - speech coding
- - Development of various services (e.g. GPRS: Internet access; SMS: short messages etc.)
Die Softwareschnittstelle
Die Bluetooth-Schnittstelle
Die Schnittstelle
Die Stromversorgungsschnittstelle
Der Dual-Port-RAM-Baustein
Auf der zweiten Elektronikbaugruppe
Die MOST-Busschnittstelle
Die Schnittstelle
Die Schnittstelle für Vollgrafikbildschirme
Der programmierbare Logikbaustein
Die Softwareschnittstelle
Der programmierbare Logikbaustein
Auf dem Mikroprozessor
- – Realisierung einer Anwendungsumgebung zur Implementierung von kundenspezifischer Software
- – Grafikfunktionen-Grafikschnittstelle – für die Darstellung unterschiedlichster Informationen (z. B. Zustandsdaten aus dem Motor-Management, Navigationsdaten, Daten des Audio- und Videosystems usw.) auf Vollgrafikbildschirmen im Cockpit bzw. im Bereich der Rücksitze
- – Spracherkennungs- und -synthesefunktionen
- – höherwertige Signalverarbeitungsfunktionen (z.B. MPEG-Kodierung/Dekodierung von Videodaten, MP3-Kodierung/Dekodierung von Audiodaten, Audiodatenmanagement)
- – Softwarediagnose und Softwareaktualisierung
- – Navigationsfunktionen und andere Fahrerinformationsfunktionen
- – Internetnahe Anwendungsfunktionen
- - Realization of an application environment for the implementation of customer-specific software
- - Graphic functions - graphic interface - for displaying a wide variety of information (e.g. status data from engine management, navigation data, data from the audio and video system, etc.) on full graphic screens in the cockpit or in the area of the rear seats
- - Speech recognition and synthesis functions
- - High-quality signal processing functions (e.g. MPEG coding / decoding of video data, MP3 coding / decoding of audio data, audio data management)
- - Software diagnostics and software updates
- - Navigation functions and other driver information functions
- - Internet-related application functions
Die im Rahmen dieser Aufgaben erzeugten Daten
werden vom programmierbaren Logikbaustein
Zur Taktung der informationsverarbeitenden Einheiten – programmierbarer
Logikbaustein nach FPGA-Technologie
Das Dual-Port-RAM
Die Stromverbindung
Um die Übersichtlichkeit in den
Aus der obigen Beschreibung geht
hervor, daß auf
der ersten Elektronikbaugruppe
- – die Ansteuerung einer einfachen Anzeige, beispielsweise einer LCD-Anzeige
- – die Überwachung von Bedienvorrichtungen wie Tasten und Drehknöpfe
- – die Überwachung und Steuerung der einzelnen stabilisierten Spannungsversorgungen
- – der Rundfunkempfang mit RDS-Tuner
- – Audiodatenmanagementfunktionen für den Standardumfang
- – die Ansteuerung von Audio-Leistungsendstufen
- – die Ansteuerung und Überwachung von Nebenbetrieben im Fahrzeug (z.B. Scheibenwischer, Fensterheber) über den CAN-Bus
- – Telematikdienste (Ortung mittels GPS, Mobiltelefonie über GSM-Netz)
- – Anschlußmöglichkeit an Fahrzeug-Bordspannung
- - The control of a simple display, such as an LCD display
- - Monitoring of operating devices such as buttons and knobs
- - The monitoring and control of the individual stabilized power supplies
- - radio reception with RDS tuner
- - Audio data management functions for the standard scope
- - The control of audio power amplifiers
- - The control and monitoring of auxiliary operations in the vehicle (e.g. windshield wipers, window regulators) via the CAN bus
- - Telematics services (location using GPS, mobile telephony via GSM network)
- - Connection possibility to vehicle on-board voltage
Auf der zweiten Elektronikbaugruppe
- – Ansteuerung eines hochauflösenden Vollgrafikbildschirms- control of a high resolution Full graphic display
- – Internetzugriff über GSM-Netz und Durchführung von internetnahen Anwendungen- Internet access via GSM network and implementation of internet-related applications
- – Spracherkennung und -synthese- Voice recognition and synthesis
- – Ansteuerung und Überwachung von Nebenbetrieben im Fahrzeug über den optoelektronischen MOST-Bus- control and surveillance from auxiliary operations in the vehicle the optoelectronic MOST bus
- – Navigation und Fahrerinformationssystem- navigation and driver information system
- – höherwertige Signalverarbeitung im Audio- und Videobereich (MP3- und MPEG-Kompression und -Dekompression)- higher quality Signal processing in the audio and video sector (MP3 and MPEG compression and decompression)
- – Anschlußmöglichkeit von CD, DVD, Festplatte und Hochsicherheitsspeicherkarte (SD-Karte)- Possibility of connection CD, DVD, hard disk and high security memory card (SD card)
- – Anschlußmöglichkeit von Tastatur, Maus, Joystick und Laptop- Possibility of connection of keyboard, mouse, joystick and laptop
- – Anschlußmöglichkeit an lokales Netzwerk (LAN) zur Softwarediagnose und -aktualisierung- Possibility of connection to local area network (LAN) for software diagnosis and update
- – Anschlußmöglichkeit an Erweiterungs-Elektronikbaugruppen- Possibility of connection on expansion electronics modules
Die Aufrechterhaltung einer Redundanz
zumindest hinsichtlich der wichtigen Funktionen der Ausfall einer
der beiden Elektronikbaugruppen
Bei Ausfall der ersten Elektronikbaugruppe
Claims (10)
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