EP1437002A2 - System und verfahren zum übertragen digitaler daten - Google Patents

System und verfahren zum übertragen digitaler daten

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Publication number
EP1437002A2
EP1437002A2 EP02776771A EP02776771A EP1437002A2 EP 1437002 A2 EP1437002 A2 EP 1437002A2 EP 02776771 A EP02776771 A EP 02776771A EP 02776771 A EP02776771 A EP 02776771A EP 1437002 A2 EP1437002 A2 EP 1437002A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
evaluation unit
satellite
synchronization
clk
clock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02776771A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Belau
Ulrich Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1437002A2 publication Critical patent/EP1437002A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/20—Adaptations for transmission via a GHz frequency band, e.g. via satellite
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources

Definitions

  • the invention relates to a system for transmitting digital data with an evaluation unit, a plurality of satellite systems, which are connected to the evaluation unit for transmitting data, and a serial interface between the evaluation unit and the satellite systems.
  • the invention further relates to a method for transmitting digital data from a plurality of satellite systems to an evaluation unit which is connected to the satellite systems, in which data are transmitted from the satellite systems to the evaluation unit via a serial interface.
  • the invention further relates to uses of systems for transmitting digital data.
  • Generic systems and generic methods are used, for example, for the transmission of digital image data.
  • camera systems are provided as satellite systems, and the image data are transmitted from the individual camera systems via line connections to a central evaluation unit. It is often desirable to transmit data over a greater distance, for example over several meters.
  • standards have been developed, such as LVDS ("Low Voltage Differential Signaling").
  • LVDS Low Voltage Differential Signaling
  • a disadvantage of such systems is that a large number of lines is required, since one pair of lines is required per channel.
  • the invention builds on the generic system in that synchronization units for synchronizing Transmission clocks of the data transmissions from the satellite systems to the evaluation unit are provided such that a synchronization unit is assigned to each satellite system and that the synchronization units individually synchronize the transmission clocks of the satellite systems recorded by the evaluation unit based on a system clock of the evaluation unit.
  • synchronization of the satellite systems with one another and the satellite systems with the evaluation unit is a difficult undertaking.
  • synchronization would be carried out in such a way that the evaluation unit sends its clock to the satellite systems and they work with the same clock.
  • the system clock of the evaluation unit must be passed on to the satellite systems over a certain cable route and via transmitter and receiver modules.
  • the cable length and environmental conditions such as the temperature
  • there are again phase shifts which can sometimes be of the order of a cycle period.
  • the data transmitted from the satellite systems to the evaluation unit that is to say for example the image data, also experience additional phase shifts due to the transmission over the cable route.
  • the result is an undetermined phase shift that can lead to system failure.
  • the present invention eliminates all of these problems. It is provided that a synchronization unit is assigned to each satellite system, so that an individual synchronization of the satellite systems can take place on the basis of the system clock of the evaluation unit.
  • This system differs from the mere passing on of the system clock to the satellite systems in that the transmission clocks of the satellite systems recorded by the evaluation unit are individually synchronized. So it will not only pass on a system clock to the satellite systems. Rather, on the basis of the actually individual clock synchronization of the satellite systems.
  • the system is based on the invention in an advantageous manner in that the synchronization units are arranged spatially at or in the evaluation unit. In this way, the synchronization takes place in the spatial area in which the system clock is available on the one hand and where on the other hand the transmission clocks of the satellite systems detected by the evaluation unit are present. Therefore, the clock that is decisive for the construction of the parallel data is compared directly with the system clock.
  • each synchronization unit receives the clock received from the evaluation unit of the satellite system assigned to it as an input signal, that each synchronization unit receives the system clock of the evaluation unit as an input signal, and that each synchronization unit receives an output signal for influencing the phase position of the transmission clock of the satellite system assigned to it.
  • the output signal can provide the phase position individually for each satellite system as a function of the transmission clock detected by the evaluation unit and the system clock.
  • the invention is developed in a particularly advantageous manner in that the evaluation unit for each satellite system has a transmitter, that the evaluation unit for each satellite system has a receiver, that each
  • Satellite system has a receiver that is connected to a transmitter of the evaluation unit, that each satellite system has a transmitter that is connected to a receiver of the evaluation unit that transmits data to be evaluated via the connection between the transmitter of a satellite system and the assigned receiver of the evaluation unit and that about the connection between a transmitter of the Evaluation unit and the receiver of the assigned satellite system signals for synchronization of the transmission clocks of the satellite systems are sent.
  • the system can transmit data from the satellite systems to the evaluation unit. Unaffected by this, the signals required for synchronization can be sent via a further connection between the evaluation unit and the satellite systems.
  • each satellite system is connected to the evaluation unit via two line pairs.
  • One pair of lines is provided for sending the signals required for synchronization.
  • the other pair of lines is used to transfer data.
  • LVDS Low Voltage Differential Signaling
  • LVDS Low Voltage Differential Signaling
  • the connection technology can be used as the connection technology, the number of lines being able to be reduced due to the use of a serial interface.
  • the serial data can be reconstructed into parallel data without any problems due to the synchronization of the individual satellite systems with the system clock.
  • control signals for influencing functions of the satellite systems are sent via the connection between a transmitter of the evaluation unit and the receiver of the assigned satellite system.
  • the connections for transmitting the signals required for the synchronization can therefore be sent via the same connecting lines as control signals, for example for setting the exposure time of cameras.
  • These control signals do not necessarily have to be transmitted in synchronized fashion since the data rate of the control signals is considerably lower than that of the transmitted data.
  • control signals can be sent at rates of 200 kHz, while data rates between 10 MHz and 80 MHz are possible.
  • the evaluation unit has a microcontroller. Such a microcontroller processes the received data, the processing taking place on the basis of a system clock. This system clock is still used for the synchronization of the satellite systems.
  • the invention is developed in a particularly advantageous manner in that the synchronization units are implemented as PLL circuits (“phase locked loops”).
  • PLL circuits phase locked loops
  • the transmission clocks of the satellite systems can be locked to the system clock depending on the clock detected by the evaluation unit.
  • An individual synchronization of the satellite systems to a common cycle can thus advantageously be carried out.
  • the invention can also advantageously be developed in such a way that the evaluation unit has an FPGA ("Field Programmable Gate Array”) and that the FPGA has DLL circuits ("Delay Locked Loop”) which are used as synchronization units.
  • FPGA-type circuits often include interlocking integrated circuits so that synchronization can be provided without the need for additional components using these DLL circuits.
  • the invention is particularly advantageous in that the satellite systems are camera systems.
  • a synchronization of the large occurring data to be transmitted is particularly useful in image data transmission.
  • the present invention also has its advantages in the case when the satellite systems are sensor systems. Numerous different sensors are conceivable that deliver their information to a central evaluation unit. Whenever a synchronous detection of the If transmitted data is desired, the advantages of the present invention come into play.
  • the invention builds on the generic method in that transmission clocks of the data transmissions from the satellite systems are synchronized to the evaluation unit and that the transmission clocks of the satellite systems are individually synchronized on the basis of a system clock of the evaluation unit by synchronization units.
  • the advantages of the system according to the invention also come into effect in the context of a method. This also applies to the preferred embodiments of the method according to the invention described below.
  • the method can advantageously be further developed in that the synchronization takes place spatially at or in the evaluation unit.
  • each synchronization unit receives the clock of the satellite system assigned to it from the evaluation unit as an input signal, that each synchronization unit receives the system clock of the evaluation unit as an input signal, and that each synchronization unit receives an output signal to influence the Outputs phase of the transmission clock of the satellite system assigned to it.
  • the evaluation unit has a transmitter for each satellite system, that the evaluation unit has a receiver for each satellite system, that each satellite system has a receiver that is connected to a transmitter of the evaluation unit, that each satellite system Has transmitter which is connected to a receiver of the evaluation unit, that data to be evaluated are transmitted via the connection between the transmitter of a satellite system and the assigned receiver of the evaluation unit and that signals are connected via the connection between a transmitter of the evaluation unit and the receiver of the assigned satellite system to synchronize the transmission clocks of the satellite system.
  • control signals for influencing functions of the satellite systems are sent via the connection between a transmitter of the evaluation unit and the receiver of the assigned satellite system.
  • PLL phase locked loop
  • the evaluation unit has an FGPA ("Field Programmable Gate Array”) and that the FGPA has DLL circuits ("Delay Locked Loop”) that are used as synchronization units.
  • FGPA Field Programmable Gate Array
  • DLL circuits Double Locked Loop
  • the method according to the invention is also advantageously developed in that in addition to the system clock the evaluation unit further clock information of the satellite systems is taken into account.
  • the invention further relates to the use of a system according to the invention for monitoring blind spots in a motor vehicle. This can be accomplished, for example, by inserting a camera in each of the two exterior mirrors. The cameras are supplied with the clock and the configuration signals that are specifically adapted in their phase via an LVDS line pair. About a second
  • LVDS line pairs are then transmitted, for example, 8-bit gray values.
  • the invention also consists in the use of a system according to the invention for seat position detection in a motor vehicle.
  • a seat position detection can likewise advantageously be carried out by two or more cameras, so that the information can advantageously be implemented by an evaluation unit.
  • the invention further relates to the use of a system for lane detection according to the invention.
  • image data or, for example, radar data can be evaluated.
  • the invention is based on the finding that, due to the individual synchronization of the individual satellite systems with respect to the system clock of an evaluation unit, the configuration of the connected satellites is possible via a serial interface. For example, SPI or I 2 C interfaces are possible. It is possible for all satellites to deliver data to the evaluation unit synchronously with the clock of the evaluation unit, which means that expensive FIFO buffers in particular are unnecessary. It is possible to do any To connect the satellite system to the evaluation unit via two line pairs, whereby line pairs of up to 10 m in length can be used using LVDS line technology.
  • Figure 1 is a schematic block diagram of a system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a system according to the invention. This is described by way of example with the aid of such a system in which the satellite systems are camera systems, in which image data are read out serially by an evaluation unit 10 and are made available by the camera systems 12, 14.
  • the first camera system 12 comprises a camera 50, an LVDS receiver 32 and an LVDS transmitter 36.
  • the second camera system 14 comprises a camera 52, an LVDS receiver 34 and an LVDS transmitter 38.
  • For communication with the ge - Named receivers 32, 34 and transmitters 36, 38 are in the evaluation unit 10 an LVDS transmitter 24 and an LVDS receiver 28 for communication with the first camera system 12 and an LVDS transmitter 26 and an LVDS receiver 30 for communication provided with the second camera system 14.
  • An interface 16 is made available by the transmitter and receiver mentioned.
  • the data transmission Datal from the first camera system 12 to the evaluation unit 10 takes place via an LVDS line pair 40.
  • the data transmission Data2 from the second camera system 14 to the evaluation unit 10 takes place via a further LVDS line pair 42.
  • control signal Cntrll are transmitted from the evaluation unit 10 to the first camera system 12.
  • Ü Control signals Cntrl2 are sent from the evaluation unit 10 to the second camera system 14 via a further pair of LVDS lines 46.
  • Line pair 44 continues to send a clock signal clk_tranl to the first camera system 12.
  • a clock signal clk_tran2 is sent to the second camera system via the LVDS line pair 46.
  • These clock signals clk_tranl, clk_tran2 are output signals from two synchronization units 18, 20, a first synchronization unit 18 being assigned to the first camera system 12 and a second synchronization unit 20 being assigned to the second camera system 14.
  • a clock signal clk_recl detected by the evaluation unit 10 is transmitted from the receiver 28 to the synchronization unit 18.
  • the synchronization unit 18 also receives the system clock 22 as a signal clk_ref.
  • the synchronization unit 18 can effect a targeted phase adaptation of the clock clk_recl received by the evaluation unit 10 to the system clock clk_ref.
  • the evaluation unit 10 receives a clock signal clk_rec2, which is forwarded by the receiver 30 to the synchronization unit 20.
  • the synchronization unit 20 also receives the system clock clk_ref.
  • the clock clk_rec2 can thus also be adapted to the system clock clk_ref by a targeted phase shift.
  • the synchronization units 18, 20 are preferably implemented as PLL circuits, so that the phases of the signals detected by the evaluation unit 10 can be locked with respect to the system clock.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Übermitteln digitaler Daten mit einer Auswerteeinheit (10), mehreren Satellitensystemen (12, 14), die mit der Auswerteeinheit (10) zum Übertragen von Daten verbunden sind, und einer seriellen Schnittstelle (16) zwischen der Auswerteeinheit (10) und den Satellitensystemen (12, 14). Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass Synchronisationseinheiten (18, 20) zum Synchronisieren von Sendetakten der Datenübertragungen von den Satellitensystemen (12, 14) zu der Auswerteeinheit (10) vorgesehen sind, dass jedem Satellitensystem (12, 14) eine Synchronisationseinheit (18, 20) zugeordnet ist und dass die Synchronisationseinheiten (18, 20) die von der Auswerteeinheit (10) erfassten Sendetakte der Satellitensysteme (12, 14) individuell auf der Grundlage eines Systemtaktes der Auswerteeinheit (10) synchronisieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Übertragung von Daten sowie verschiedene Verwendungen.

Description

Beschreibung
System und Verfahren zum Übertragen digitaler Daten
Die Erfindung betrifft ein System zum Übertragen digitaler Daten mit einer Auswerteeinheit, mehreren Satellitensystemen, die mit der Auswerteeinheit zum Übertragen von Daten verbunden sind, und einer seriellen Schnittstelle zwischen der Auswerteeinheit und den Satellitensystemen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Übertragen digitaler Daten von mehreren Satellitensystemen zu einer Auswerteeinheit, die mit den Satellitensystemen verbunden ist, bei dem Daten über eine serielle Schnittstelle von den Satel- litensystemen zu der Auswerteeinheit übertragen werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin Verwendungen von Systemen zum Übertragen digitaler Daten.
Gattungsgemäße Systeme und gattungsgemäße Verfahren werden beispielsweise für die Übertragung von digitalen Bilddaten genutzt. Als Satellitensysteme sind in diesem Fall Kamerasysteme vorgesehen, und die Bilddaten werden von den einzelnen Kamerasystemen über Leitungsverbindungen zu einer zentralen Auswerteeinheit übertragen. Häufig ist es erwünscht, Daten ü- ber eine größere Entfernung zu übertragen, beispielsweise ü- ber mehrere Meter. Zu diesem Zweck wurden Standards entwickelt, wie zum Beispiel LVDS ("Low Voltage Differential Signaling"). Nachteilig an derartigen Systemen ist aller- dings, dass eine große Anzahl an Leitungen erforderlich ist, da pro Kanal ein Leitungspaar benötigt wird.
Um diese Nachteile auszuräumen, wurden bereits Systeme beziehungsweise Schaltungsbausteine entwickelt, welche die zu ü- bertragenden Daten multiplexen und seriell über ein LVDS-
Leitungspaar zur Auswerteeinheit senden. Nach dem Empfang der Daten werden diese in der Auswerteeinheit wieder zu paralle- len Daten umgesetzt, und der Übertragungstakt wird rekonstruiert. Ohne weitere Vorkehrungen haben die beschriebenen Systeme die Eigenschaft, dass jedes einzelne Satellitensystem mit seinem eigenen Takt arbeitet. Ebenfalls arbeitet die Aus- werteeinheit mit einem eigenen Takt. Um aber beispielsweise Bilddaten von mehreren Kameras gleichzeitig in der Auswerteeinheit weiterverarbeiten zu können, ist eine Synchronisation erforderlich. Dies bedeutet, dass die beteiligten Takte im Hinblick auf ihre Frequenz und ihre Phasenlage identisch und konstant sind.
Da eine solche Synchronisation im Hinblick auf die Takte der Satellitensysteme und der Auswerteeinheit nicht ohne weiteres zu bewerkstelligen ist, arbeiten bei Systemen des Standes der Technik die Satellitensysteme jeweils mit ihrem eigenen Takt, der im Allgemeinen asynchron zu dem Takt der Auswerteeinheit ist. Um die unterschiedlichen Phasen der von der Auswerteinheit eingelesenen Signale auszugleichen, werden in der Auswerteeinheit Speicherbausteine (beispielsweise FIFO- Bausteine) verwendet. Diese können die übermittelten Daten teilweise Zwischenspeichern und an den Takt der Auswerteinheit anpassen. Die Bereitstellung derartiger Speicherbausteine ist allerdings mit erheblichen Kosten verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des
Standes der Technik zu beseitigen, wobei es insbesondere möglich sein soll, Auswerteeinheiten ohne kostenintensive Speicherbausteine zur Zwischenspeicherung von Daten zu verwenden.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen System dadurch auf, dass Synchronisationseinheiten zum Synchronisieren von Sendetakten der Datenübertragungen von den Satellitensystemen zu der Auswerteeinheit vorgesehen sind, dass jedem Satellitensystem eine Synchronisationseinheit zugeordnet ist und dass die Synchronisationseinheiten die von der Auswerteein- heit erfassten Sendetakte der Satellitensysteme individuell auf der Grundlage eines Systemtaktes der Auswerteeinheit synchronisieren. Ohne Verwendung der vorliegenden Erfindung ist eine Synchronisation der Satellitensysteme untereinander und der Satellitensysteme mit der Auswerteeinheit ein schwieriges Unterfangen. Im einfachsten Fall würde man eine Synchronisation in der Weise vornehmen, dass die Auswerteeinheit ihren Takt an die Satellitensysteme sendet und diese mit demselben Takt arbeiten. Eine solche Lösung ist allerdings mit erheblichen Problemen behaftet. Der Systemtakt der Auswerteeinheit muss über eine gewisse Kabelstrecke und über Sende- und Empfängerbausteine an die Satellitensysteme weitergegeben werden. Aufgrund von Toleranzen, insbesondere Bauteiltoleranzen, und ebenfalls aufgrund einer Bauteilalterung, der Kabellänge und Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel der Temperatur, ergeben sich erneut Phasenverschiebungen, die mitunter in der Größenordnung einer Taktperiode liegen können. Weiterhin erfahren auch die von den Satellitensystemen an die Auswerteeinheit übermittelten Daten, das heißt beispielsweise die Bilddaten, zusätzliche Phasenverschiebungen aufgrund der Ü- bertragung über die Kabelstrecke. Die Folge ist eine unbestimmte Phasenverschiebung, die zum Ausfall des Systems führen kann. Die vorliegende Erfindung beseitigt all diese Probleme. Es ist vorgesehen, dass jedem Satellitensystem eine Synchronisationseinheit zugeordnet wird, so dass eine indivi- duelle Synchronisierung der Satellitensysteme auf der Grundlage des Systemtaktes der Auswerteeinheit stattfinden kann. Dieses System unterscheidet sich von der bloßen Weitergabe des Systemtaktes an die Satellitensysteme dadurch, dass die von der Auswerteeinheit erfassten Sendetakte der Satelliten- Systeme individuell synchronisiert werden. Es wird also nicht nur pauschal ein Systemtakt an die Satellitensysteme weitergeben. Vielmehr wird auf der Grundlage des tatsächlich emp- fangenen Taktes eine individuelle Synchronisation der Satellitensysteme erreicht.
Das System baut auf der Erfindung in vorteilhafter Weise da- durch auf, dass die Synchronisationseinheiten räumlich bei o- der in der Auswerteeinheit angeordnet sind. Die Synchronisation findet auf diese Weise in dem räumlichen Bereich statt, in dem zum einen der Systemtakt zur Verfügung steht und wo zum anderen die von der Auswerteeinheit erfassten Sendetakte der Satellitensysteme vorliegen. Daher wird der für die Konstruktion der parallelen Daten entscheidende Takt unmittelbar mit dem Systemtakt verglichen.
Ebenfalls kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt vorgesehen sein, dass jede Synchronisationseinheit den von der Auswerteeinheit empfangenen Takt des ihr zugeordneten Satellitensystems als Eingangssignal empfängt, dass jede Synchronisationseinheit den Systemtakt der Auswerteeinheit als Eingangssignal empfängt und dass jede Synchronisationseinheit ein Ausgangssignal zum Beeinflussen der Phasenlage des Sendetaktes des ihr zugeordneten Satellitensystems ausgibt. Auf diese Weise kann das Ausgangssignal die Phasenlage in Abhängigkeit des von der Auswerteeinheit erfassten Sendetaktes und des Systemtaktes individuell für jedes Satellitensystem be- reitstellen.
Die Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die Auswerteeinheit für jedes Satellitensystem einen Sender aufweist, dass die Auswerteeinheit für jedes Satellitensystem einen Empfänger aufweist, dass jedes
Satellitensystem einen Empfänger aufweist, der mit einem Sender der Auswerteeinheit verbunden ist, dass jedes Satellitensystem einen Sender aufweist, der mit einem Empfänger der Auswerteeinheit verbunden ist, dass über die Verbindung zwi- sehen dem Sender eines Satellitensystems und dem zugeordneten Empfänger der Auswerteeinheit auszuwertende Daten übertragen werden und dass über die Verbindung zwischen einem Sender der Auswerteeinheit und dem Empfänger des zugeordneten Satellitensystems Signale zur Synchronisation der Sendetakte der Satellitensysteme gesendet werden. Auf diese Weise kann das System Daten von den Satellitensystemen zur Auswerteeinheit übertragen. Unbeeinflusst davon können die für die Synchronisation erforderlichen Signale über eine weitere Verbindung zwischen der Auswerteeinheit und den Satellitensystemen gesendet werden.
In diesem Zusammenhang ist es als besonders vorteilhaft zu verzeichnen, dass jedes Satellitensystem über zwei Leitungspaare mit der Auswerteeinheit verbunden ist. Das eine Leitungspaar ist für das Senden der für die Synchronisation erforderlichen Signale vorgesehen. Das andere Leitungspaar dient dem Übertragen von Daten. Als Verbindungstechnik kommt beispielsweise LVDS ("Low Voltage Differential Signaling") in Frage, wobei die Anzahl der Leitungen aufgrund der Verwendung einer seriellen Schnittstelle reduziert werden kann. Die Rekonstruktion der seriellen Daten zu parallelen Daten erfolgt problemlos aufgrund der Synchronisation der einzelnen Satellitensysteme mit dem Systemtakt.
Ebenfalls ist es besonders vorteilhaft, dass über die Verbindung zwischen einem Sender der Auswerteeinheit und dem Emp- fänger des zugeordneten Satellitensystems Steuersignale zum Beeinflussen von Funktionen der Satellitensysteme gesendet werden. Die Verbindungen zum Übertragen der für die Synchronisation erforderlichen Signale können daher über dieselben Verbindungsleitungen gesendet werden wie Steuersignale, bei- spielsweise zum Einstellen der Belichtungszeit von Kameras. Diese Steuersignale müssen nicht notwendigerweise synchronisiert übertragen werden, da die Datenrate der Steuersignale erheblich geringer ist als diejenige der gesendeten Daten. Beispielsweise können Steuersignale mit Raten von 200 kHz ge- sendet werden, während Datenraten zwischen 10 MHz und 80 MHz möglich sind. Es ist besonders bevorzugt, dass die Auswerteeinheit einen MikroController aufweist. Ein solcher MikroController verarbeitet die empfangenen Daten, wobei die Verarbeitung auf der Grundlage eines Systemtaktes erfolgt. Dieser Systemtakt wird weiterhin für die Synchronisierung der Satellitensysteme verwendet .
Die Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die Synchronisationseinheiten als PLL- Schaltungen ("Phase Locked Loop") realisiert sind. In PLL- Schaltungen können die Sendetakte der Satellitensysteme in Abhängigkeit von dem von der Auswerteeinheit erfassten Takt auf den Systemtakt verriegelt werden. Es kann somit in vorteilhafter Weise eine individuelle Synchronisation der Satel- litensysteme auf einen gemeinsamen Takt vorgenommen werden.
Die Erfindung kann ebenfalls in vorteilhafter Weise so weitergebildet sein, dass die Auswerteeinheit ein FPGA ("Field Programmable Gate Array" ) aufweist und dass der FPGA DLL- Schaltungen ("Delay Locked Loop") aufweist, die als Synchronisationseinheiten verwendet werden. Derartige Schaltungen vom Typ eines FPGA umfassen häufig integrierte Verriegelungsschaltungen, so dass die Synchronisation ohne das Erfordernis zusätzlicher Bauteile unter Verwendung dieser DLL-Schaltungen bereitgestellt werden kann.
Die Erfindung ist in besonders bevorzugter Weise dadurch vorteilhaft, dass die Satellitensysteme Kamerasysteme sind. Insbesondere bei der Bilddatenübertragung ist eine Synchronisa- tion der großen auftretenden zu übertragenden Daten besonders nützlich.
Die vorliegende Erfindung entfaltet ihre Vorteile aber auch in dem Fall, wenn die Satellitensysteme Sensorsysteme sind. Es sind zahlreiche unterschiedliche Sensoren denkbar, die ihre Informationen an eine zentrale Auswerteeinheit liefern. Immer dann, wenn eine synchrone Erfassung der von den Senso- ren übermittelten Daten erwünscht ist, kommen die Vorteile der vorliegenden Erfindung zum Zuge.
Weiterhin kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass zusätzlich zu dem Systemtakt der Auswerteeinheit weitere Taktinformation der Satellitensysteme berücksichtigt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Synchronisation auch in Abhängigkeit von Takten erfolgen kann, die die Bilddatenverarbeitung der Kameras bestimmen. Man erhält somit zu- sätzliche Synchronisationsinformation und kann so sicherstellen, dass keine unerwünschte Verschiebung um einen oder mehrere Takte bei der Bilddatenerfassung von den einzelnen Kamerasystemen auftritt.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass Sendetakte der Datenübertragungen von den Satellitensystemen zu der Auswerteeinheit synchronisiert werden und dass die Sendetakte der Satellitensysteme individuell auf der Grundlage eines Systemtaktes der Auswerteeinheit von Synchro- nisationseinheiten synchronisiert werden. Auf diese Weise kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems auch im Rahmen eines Verfahrens zur Wirkung. Dies gilt auch für die nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beispielsweise kann das Verfahren in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet sein, dass die Synchronisation räumlich bei oder in der Auswerteeinheit erfolgt.
Ebenfalls ist es in nützlicher Weise vorgesehen, das Verfahren so zu gestalten, dass jede Synchronisationseinheit den von der Auswerteeinheit empfangenen Takt des ihr zugeordneten Satellitensystems als Eingangssignal empfängt, dass jede Synchronisationseinheit den Systemtakt der Auswerteeinheit als Eingangssignal empfängt und dass jede Synchronisationseinheit ein Ausgangssignal zum Beeinflussen der Phasenlage des Sendetaktes des ihr zugeordneten Satellitensystems ausgibt. Weiterhin kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit für jedes Satellitensystem einen Sender aufweist, dass die Auswerteeinheit für jedes Satellitensystem einen Empfänger aufweist, dass jedes Satellitensystem einen Empfänger aufweist, der mit einem Sender der Auswerteeinheit verbunden ist, dass jedes Satellitensystem einen Sender aufweist, der mit einem Empfänger der Auswerteeinheit verbunden ist, dass über die Verbindung zwi- sehen dem Sender eines Satellitensystems und dem zugeordneten Empfänger der Auswerteeinheit auszuwertende Daten übertragen werden und dass über die Verbindung zwischen einem Sender der Auswerteeinheit und dem Empfänger des zugeordneten Satellitensystems Signale zur Synchronisation der Sendetakte des Sa- tellitensystems gesendet werden.
Das Verfahren ist weiterhin dadurch vorteilhaft, dass über die Verbindung zwischen einem Sender der Auswerteeinheit und dem Empfänger des zugeordneten Satellitensystems Steuersigna- le zum Beeinflussen von Funktionen der Satellitensysteme gesendet werden.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Daten von einem Mik- rocontroller ausgewertet werden.
Ebenfalls ist es besonders nützlich, dass zur Synchronisation PLL-Schaltungen ("Phase Locked Loop") verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden erfin- dungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit ein FGPA ("Field Programmable Gate Array") aufweist und dass der FGPA DLL-Schaltungen ("Delay Locked Loop") aufweist, die als Synchronisationseinheiten verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass zusätzlich zum Systemtakt der Auswerteeinheit weitere Taktinformation der Satellitensysteme berücksichtigt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines erfin- dungsgemäßen Systems zur Überwachung von toten Winkeln bei einem Kraftfahrzeug. Dies kann beispielsweise so bewerkstelligt werden, dass in beide Außenspiegel jeweils eine Kamera eingesetzt wird. Die Kameras werden über ein LVDS- Leitungspaar mit dem gezielt in seiner Phase angepassten Takt und den Konfigurationssignalen versorgt. Über ein zweites
LVDS-Leitungspaar werden dann beispielsweise 8-Bit-Grauwerte übertragen.
Die Erfindung besteht weiterhin in der Verwendung eines er- findungsgemäßen Systems zur Sitzpositionserkennung in einem Kraftfahrzeug. Eine solche Sitzpositionserkennung kann ebenfalls in vorteilhafter Weise durch zwei oder mehrere Kameras erfolgen, so dass die Information in vorteilhafter Weise durch eine Auswerteeinheit umgesetzt werden kann.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems zur Spurerkennung.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, das erfindungsgemäße Sys- tem im Rahmen einer Pre-Crash-Sensorik zu verwenden. Bei einer solchen Sensorik können Bilddaten oder auch beispielsweise Radardaten ausgewertet werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund der individuellen Synchronisierung der einzelnen Satellitensysteme bezüglich des Systemtaktes einer Auswerteeinheit die Konfiguration der angeschlossenen Satelliten über eine serielle Schnittstelle möglich ist. Dabei kommen beispielsweise SPI- oder I2C-Schnittstellen in Frage. Es ist möglich, dass alle Satelliten synchron zum Takt der Auswerteeinheit Daten an die Auswerteeinheit liefern, wodurch insbesondere teuere FIFO-Zwischenspeicher entbehrlich sind. Es ist möglich, jedes Satellitensystem über zwei Leitungspaare mit der Auswerteeinheit zu verbinden, wobei unter Verwendung einer LVDS- Leitungstechnik Leitungspaare von beispielsweise bis zu 10 m Länge verwendet werden können.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigleitende Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems.
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems. Dieses wird beispielhaft anhand eines solches Systems beschrieben, bei dem die Satellitensysteme Kamerasysteme sind, bei dem also Bilddaten von einer Auswerteeinheit 10 seriell ausgelesen werden, die von den Kamera- Systemen 12, 14 zur Verfügung gestellt werden. Das erste Kamerasystem 12 umfasst eine Kamera 50, einen LVDS-Empfänger 32 und einen LVDS-Sender 36. In vergleichbarer Weise umfasst das zweite Kamerasystem 14 eine Kamera 52, einen LVDS-Empfänger 34 und einen LVDS-Sender 38. Zur Kommunikation mit den ge- nannten Empfängern 32, 34 und Sendern 36, 38 sind in der Auswerteeinheit 10 ein LVDS-Sender 24 und ein LVDS-Empfänger 28 für die Kommunikation mit dem ersten Kamerasystem 12 sowie ein LVDS-Sender 26 und ein LVDS-Empfänger 30 für die Kommunikation mit dem zweiten Kamerasystem 14 vorgesehen. Durch die genannten Sender und Empfänger wird eine Schnittstelle 16 zur Verfügung gestellt. Die Datenübertragung Datal von dem ersten Kamerasystem 12 zur Auswerteeinheit 10 erfolgt über ein LVDS- Leitungspaar 40. Die Datenübertragung Data2 von dem zweiten Kamerasystem 14 zur Auswerteeinheit 10 erfolgt über ein wei- teres LVDS-Leitungspaar 42. Über ein weiteres LVDS-
Leitungspaar 44 werden Steuerungssignal Cntrll von der Auswerteeinheit 10 an das erste Kamerasystem 12 übermittelt. Ü- ber ein weiteres LVDS-Leitungspaar 46 werden Steuerungssignale Cntrl2 von der Auswerteeinheit 10 an das zweite Kamerasystem 14 gesendet .
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass über das LVDS-
Leitungspaar 44 weiterhin ein Taktsignal clk_tranl an das erste Kamerasystem 12 gesendet wird. Vergleichbar wird über das LVDS-Leitungspaar 46 ein Taktsignal clk_tran2 an das zweite Kamerasystem gesendet. Diese Taktsignale clk_tranl, clk_tran2 sind Ausgangssignale von zwei Synchronisationseinheiten 18, 20, wobei eine erste Synchronisationseinheit 18 dem ersten Kamerasystem 12 zugeordnet ist und eine zweite Synchronisationseinheit 20 dem zweiten Kamerasystem 14 zugeordnet ist. Ein von der Auswerteeinheit 10 erfasstes Taktsig- nal clk_recl wird von dem Empfänger 28 an die Synchronisationseinheit 18 übermittelt. Die Synchronisationseinheit 18 empfängt weiterhin den Systemtakt 22 als Signal clk_ref. Auf diese Weise kann die Synchronisationseinheit 18 für eine gezielte Phasenanpassung des von der Auswerteeinheit 10 empfan- genen Taktes clk_recl an den Systemtakt clk_ref bewirken. In vergleichbarer Weise empfängt die Auswerteeinheit 10 ein Taktsignal clk_rec2, welches von dem Empfänger 30 an die Synchronisationseinheit 20 weitergeleitet wird. Die Synchronisationseinheit 20 erhält weiterhin den Systemtakt clk_ref. So- mit kann auch der Takt clk_rec2 an den Systemtakt clk_ref durch eine gezielte Phasenverschiebung angepasst werden. Vorzugsweise sind die Synchronisationseinheiten 18, 20 als PLL- Schaltungen realisiert, so dass eine Verriegelung der Phasen der von der Auswerteeinheit 10 erfassten Signale mit Bezug auf den Systemtakt erfolgen kann.
Auf diese Weise ist es möglich, eine serielle Schnittstelle 16 zu verwenden, da gleichgetaktete Systeme miteinander kommunizieren und somit die seriellen Daten in dem Mikrocontrol- 1er 48 zuverlässig in parallele Daten umgewandelt werden können, ohne dass eine aufwendige Zwischenspeicherung erforderlich wäre. Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche
1. System zum Übermitteln digitaler Daten mit
einer Auswerteeinheit (10),
mehreren Satellitensystemen (12, 14), die mit der Auswerteeinheit (10) zum Übertragen von Daten (Datal, Data2) verbunden sind, und
einer seriellen Schnittstelle (16) zwischen der Auswerteeinheit (10) und den Satellitensystemen (12, 14)
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass Synchronisationseinheiten (18, 20) zum Synchronisieren von Sendetakten der Datenübertragungen von den Satellitensystemen (12, 14) zu der Auswerteeinheit (10) vorgesehen sind,
dass jedem Satellitensystem (12, 14) eine Synchronisationseinheit (18, 20) zugeordnet ist und
dass die Synchronisationseinheiten (18, 20) die von der Auswerteeinheit (10) erfassten Sendetakte der Satellitensysteme (12, 14) individuell auf der Grundlage eines Systemtaktes (clk_ref) der Auswerteeinheit (10) synchronisieren.
2. System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Synchronisationseinheiten (18, 20) räumlich bei oder in der Auswerteeinheit (10) angeordnet sind.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jede Synchronisationseinheit (18, 20) den von der Auswerteeinheit (10) empfangenen Takt (clk_recl, clk_rec2) des ihr zugeordneten Satellitensystems (12, 14) als Eingangssignal empfängt,
dass jede Synchronisationseinheit (18, 20) den Systemtakt (clk_ref) der Auswerteeinheit (10) als Eingangssignal empfängt und
- dass jede Synchronisationseinheit (18, 20) ein Ausgangssignal (clk_tranl, clk_tran2) zum Beeinflussen der Phasenlage des Sendetaktes des ihr zugeordneten Satellitensystems (12, 14) ausgibt.
4 . System nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Auswerteeinheit (10) für jedes Satellitensystem
(12, 14) einen Sender (24, 26) aufweist,
dass die Auswerteeinheit (10) für jedes Satellitensystem
(12, 14) einen Empfänger (28, 30) aufweist,
dass jedes Satellitensystem (12, 14) einen Empfänger (32, 34) aufweist, der mit einem Sender (24, 26) der Auswerteeinheit (10) verbunden ist,
dass jedes Satellitensystem (12, 14) einen Sender (36, 38) aufweist, der mit einem Empfänger (28, 30) der Aus- werteeinheit (10) verbunden ist,
dass über die Verbindung (40, 42) zwischen dem Sender (36, 38) eines Satellitensystems (12, 14) und dem zugeordneten Empfänger (28, 30) der Auswerteeinheit (10) aus- zuwertende Daten (Datal, Data2 ) übertragen werden und dass über die Verbindung (44, 46) zwischen einem Sender (24, 26) der Auswerteeinheit (10) und dem Empfänger (32, 34) des zugeordneten Satellitensystems (12, 14) Signale (clk_tranl, clk_tran2) zur Synchronisation der Sendetakte der Satellitensysteme (12, 14) gesendet werden.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jedes Satellitensystem (12, 14) über zwei Leitungspaare (40, 44; 42, 46) mit der Auswerteeinheit (10) verbunden ist.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass über die Verbindung (44, 46) zwischen einem Sender (24, 26) der Aus- werteeinheit (10) und dem Empfänger (32, 34) des zugeordneten Satellitensystems (12, 14) Steuersignale (Cntrll, Centrl2) zum Beeinflussen von Funktionen der Satellitensysteme (12, 14) gesendet werden.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswerteeinheit (10) einen Mikrocontroller (48) aufweist.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Synchronisationseinheiten (18, 20) als PLL-Schaltungen ("Phase Locked Loop") realisiert sind.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Auswerteeinheit (10) ein FPGA ("Field Program- mable Gate Array" ) aufweist und
- dass der FPGA DLL-Schaltungen ("Delay Locked Loop") aufweist, die als Synchronisationseinheiten (18, 20) verwendet werden.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Satellitensysteme (12, 14) Kamerasysteme sind.
11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Satellitensysteme (12, 14) Sensorsysteme sind.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zusätzlich zu dem Systemtakt (clk_ref) der Auswerteeinheit (10) weitere Taktinformation der Satellitensysteme (12, 14) berücksichtigt wird.
13. Verfahren zum Übertragen digitaler Daten (Datal, Data2) von mehreren Satellitensystemen (12, 14) zu einer Auswerteeinheit (10), die mit den Satellitensystemen (12, 14) verbunden ist, bei dem Daten (Datal, Data2) über eine serielle Schnittstelle von den Satellitensystemen (12, 14) zu der Auswerteeinheit (10) übertragen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass Sendetakte der Datenübertragungen von den Satelli- tensystemen (12, 14) zu der Auswerteeinheit (10) synchronisiert werden und
dass die Sendetakte der Satellitensysteme (12, 14) individuell auf der Grundlage eines Systemtaktes (clk_ref) der Auswerteeinheit (10) von Synchronisationseinheiten (18, 20) synchronisiert werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Syn- chronisation räumlich bei oder in der Auswerteeinheit (10) erfolgt .
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass jede Synchronisationseinheit (18, 20) den von der Auswerteeinheit (10) empfangenen Takt (clk_recl, clk_rec2) des ihr zugeordneten Satellitensystems (12, 14) als Eingangssignal empfängt,
dass jede Synchronisationseinheit (18, 20) den Systemtakt (clk_ref) der Auswerteeinheit (10) als Eingangssignal empfängt und
dass jede Synchronisationseinheit (18, 20) ein Ausgangssignal (clk_tranl, clk_tran2) zum Beeinflussen der Pha- senlage des Sendetaktes des ihr zugeordneten Satellitensystems (12, 14) ausgibt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Auswerteeinheit (10) für jedes Satellitensystem (12, 14) einen Sender (24, 26) aufweist,
dass die Auswerteeinheit (10) für jedes Satellitensystem (12, 14) einen Empfänger (28, 30) aufweist,
dass jedes Satellitensystem (12, 14) einen Empfänger (32, 34) aufweist, der mit einem Sender (24, 26) der Auswerteeinheit (10) verbunden ist,
dass jedes Satellitensystem (12, 14) einen Sender (36, 38) aufweist, der mit einem Empfänger (28, 30) der Aus- werteeinheit (10) verbunden ist,
- dass über die Verbindung (40, 42) zwischen dem Sender
(36, 38) eines Satellitensystems (12, 14) und dem zuge- ordneten Empfänger (28, 30) der Auswerteeinheit (10) auszuwertende Daten (Datal, Data2) übertragen werden und
dass über die Verbindung (44, 46) zwischen einem Sender (24, 26) der Auswerteeinheit (10) und dem Empfänger (32, 34) des zugeordneten Satellitensystems (12, 14) Signale zur Synchronisation der Sendetakte des Satellitensystems (12, 14) gesendet werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass über die Verbindung (44, 46) zwischen einem Sender (24, 26) der Auswerteeinheit (10) und dem Empfänger (32, 34) des zugeordneten Satellitensystems (12, 14) Steuersignale (Cntrll, Cntrl2) zum Beeinflussen von Funktionen der Satellitensysteme (12, 14) gesendet werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Daten von einem Mikrocontroller ausgewertet werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Synchronisation PLL-Schaltungen ("Phase Locked Loop") verwendet werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Auswerteeinheit (10) ein FPGA ("Field Program- mable Gate Array" ) aufweist und
dass der FPGA DLL-Schaltungen ("Delay Locked Loop") aufweist, die als Synchronisationseinheiten (18, 20) verwen- det werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zusätzlich zu dem Systemtakt (clk_ref) der Auswerteeinheit (10) weitere Taktinformation der Satellitensysteme (12, 14) berücksichtigt wird.
22. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , zur Überwachung von toten Winkeln bei einem Kraftfahrzeug.
23. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 12, zur Sitzpositionserkennung in einem Kraftfahrzeug.
24. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 12, zur Spurerkennung .
25. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 12, im Rahmen einer Pre-Crash-Sensorik.
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