ES2278646T3 - Sistema electronico. - Google Patents

Abstract

Sistema electrónico que comprende un gran número de componentes electrónicos (2) y una unidad de control central (1), en el que los componentes electrónicos (2) y la unidad de control central (1) están unidos entre ellos a través de una estructura de bus (4), y la unidad de control central (1) comprende una memoria (12) en la que están archivados los parámetros eléctricos y funcionales de cada componente electrónico (2) y en la que se confecciona una selección de funciones a través de la unidad de control central (1) en dependencia de los parámetros eléctricos y funcionales de todos los componentes electrónicos (2) y se representa esta selección de funciones a través de una interfaz gráfica central, en el que la unidad de control central (1) y cada componente electrónico (2) llevan asociado un plano en el que la unidad de control central (1) y los componentes electrónicos (2) están representados en un formato de datos inespecífico de aparato, y en el que se asigna en la unidad de control central (1) a una orden ingresada a través de la interfaz gráfica central para la exclusiva activación de los componentes electrónicos (2) a través de la unidad de control central (1) una función inespecífica de aparato de la selección de funciones, se combinan los componentes electrónicos necesarios para ello, incluyendo las órdenes de activación inespecíficas de aparato, y se convierten éstas en órdenes de control específicas de aparato y se transmiten a los respectivos componentes electrónicos (2) a través de la estructura de bus (4), caracterizado porque los formatos de datos inespecíficos de aparato de la unidad de control central (1) y de los componentes electrónicos (2) están asociados a un plano de abstracción (7), mientras que la combinación de los módulos de los componentes electrónicos necesarios para la función inespecífica de aparato, incluyendo las órdenes de activación inespecíficas de aparato, tiene lugar en un plano (8) de interpretación de órdenes o de requisitos separado del plano de abstracción (7).

Description

Sistema electrónico.

La invención concierne a un sistema electrónico que está constituido por un gran número de componentes electrónicos.

Un sistema de esta clase es, por ejemplo, la electrónica de confort de un vehículo automóvil, la cual comprende, por ejemplo, una instalación de audio-vídeo, un sistema de navegación, una instalación de climatización y otros componentes semejantes. Los distintos componentes están concebidos aquí en forma autárquica, es decir que son plenamente capaces de funcionar tan sólo para su respectivo campo de aplicación. Los componentes disponen para ello de una unidad de entrada y salida propia y un aparato de control propio, estando reunidos el hardware y el software en una carcasa común. Debido al espacio de montaje limitado en vehículos automóviles, se han hechos diferentes esfuerzos para posibilitar una configuración más eficiente de tales sistemas. Por un lado, se han desarrollado unidades de mando multifunción que sirven como unidad de entrada y de salida común para un gran número de componentes. Es común a los diferentes componentes de unidades de mando multifunción una superficie gráfica central que está formada por un monitor o una pantalla LCD, siendo conocidas también configuraciones de pantalla táctil. Esta unidad de visualización lleva asociado un aparato de control que interpreta las respectivas entradas y las retransmite a los componentes correspondiente o a sus aparatos de control. Una ventaja esencial de estas unidades de mando multifunción es que se suprimen las unidades de entrada y de salida separadas que, en caso contrario, habrían de incorporarse en la consola. Además, es conocido el recurso de unir los diferentes componentes uno con otro a través de una estructura de bus. De este modo, los diferentes aparatos de control pueden tener acceso a los datos de los otros aparatos de control y sensores, con lo que se puede ahorrar la captación múltiple de datos determinados. En todos los sistemas eléctricos conocidos es desventajosa la falta de una posibilidad de acceso de un componente electrónico a partes de otros componentes electrónicos, de modo que se emplea un gran número de módulos redundantes que encarecen en conjunto el sistema eléctrico y ocupan un gran espacio de montaje. Además, los componentes eléctricos de aparatos autárquicos poseen generalmente interfaces propietarias, por lo que su intercambio de datos está rigurosamente limitado y en general no son posibles sinergias de las funciones. Otro inconveniente es que, al efectuar ampliaciones o mejoras del sistema, se tienen que cambiar casi siempre los componentes
electrónicos.

Se conoce por el documento DE 196 40 735 A1 un aparato telemático en el que están dispuestos una autorradio con un módulo RDS, un radioteléfono y un sistema de localización y navegación en una carcasa.

Se conoce por el documento EP 0 392 411 A2 un sistema de control electrónico para vehículos automóviles que comprende un gran número de componentes electrónicos y una unidad de control central, estando unidos los componentes electrónicos y la unidad de control central a través de una estructura de bus, comprendiendo la unidad de control central una memoria en la que están almacenados los programas de activación de los componentes.

Se conoce por el documento US-4,442,424 un procedimiento para la representación flexible de diferentes parámetros en un vehículo automóvil que son captados por diferentes sensores distribuidos y representados en una pantalla de visualización central, pudiendo variarse la clase de representación.

Se conoce por el documento EP 0 277 014 A2 un sistema de entretenimiento central, especialmente para su utilización en un avión, en donde se transmiten centralmente señales de vídeo, de audio y de televisión a las plazas de asiento.

Se conoce por el documento US-5,325,082 un sistema de almacenamiento de información para vehículos automóviles en el que se almacenan los datos provenientes de sensores seleccionados en un subsistema de memoria separado al que puede acceder una unidad de control central.

Se conoce por el documento EP 0 272 877 A2 un sistema de visualización gráfica para un vehículo automóvil que comprende un aparato de control de visualización con un canal de entrada/salida, un enlace de datos para transmitir datos y comandos entre procesadores de datos, y un procesador maestro para generar señales de control y respuestas a señales de control de funciones seleccionadas del sistema, estando asociada al procesador maestro una memoria en la que están archivados datos y comandos maestros y un programa de control maestro para las funciones maestras en el sistema, incluyendo las funciones maestras el control de la visualización de gráficos y textos en la pantalla de visualización.

Se conoce por el documento WO 99/35008 A1 un sistema de ordenador en un vehículo automóvil en el que el sistema está concebido como una plataforma abierta para diferentes aplicaciones que pueden ser instaladas por el usuario.

Se conoce por el documento WO 99/08897 un sistema electrónico que comprende un gran número de componentes electrónicos y una unidad de control central, en donde los componentes electrónicos y la unidad de control central están unidos entre ellos a través de una estructura de bus, y la unidad central comprende una memoria en la que están archivados los parámetros electrónicos y funcionales de cada componente electrónico y en la que se confecciona una selección de funciones a través de la unidad de control central en función de los parámetros electrónicos y funcionales de todos los componentes electrónicos y se representa dicha selección de funciones a través de una interfaz gráfica central, en donde la unidad de control central y cada componente electrónico llevan asociado un plano en el que se representan la unidad de control central y los componentes electrónicos en un formato de datos inespecífico de aparato, en donde se asigna en la unidad de control central a una orden introducida a través de la interfaz gráfica central para la activación exclusiva de los componentes electrónicos a través de la unidad de control central una función inespecífica de aparato de la selección de funciones, se combinan los componentes electrónicos necesarios para ello, incluyendo las órdenes de activación inespecíficas de aparato, y se convierten éstas en órdenes de control específicas de aparato y se transmiten a los respectivos componentes electrónicos a través de la estructura de bus.

Por tanto, la invención se basa en el problema técnico de crear un sistema electrónico flexible y escalable que sea de configuración sencilla y compacta y presente posibilidades mejoradas de revalorización y de integración funcional.

La solución del problema técnico se obtiene mediante el objeto con las características de la reivindicación 1. Otras ejecuciones ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones subordinadas.

A este fin, el sistema electrónico comprende un gran número de componentes electrónicos y una unidad de control central, en donde los componentes electrónicos y la unidad central están unidos entre ellos a través de una estructura de bus, y la unidad de control central comprende una memoria en la que están archivados los parámetros eléctricos y funcionales de cada componente electrónico y en la que se confecciona una selección de funciones a través de la unidad de control central en función de los parámetros eléctricos y funcionales de todos los componentes electrónicos y se representa esta selección de funciones a través de una interfaz gráfica central, en donde la unidad de control central y cada componente electrónico llevan asociado un plano en el que la unidad de control central y los componentes eléctricos están representados en un formato de datos inespecífico de aparato, en donde se asigna en la unidad central a una orden introducida a través de la interfaz gráfica central para la exclusiva activación de los componentes eléctricos a través de la unidad de control central una función inespecífica de aparato de la selección de funciones, se combinan los componentes eléctricos necesarios para ello, incluyendo las órdenes de activación inespecíficas de aparato, y se convierten éstas en órdenes de control específicas de aparato y se transmiten a los respectivos componentes eléctricos a través de la estructura de bus, y en donde los formatos de datos inespecíficos de aparato de la unidad de control central y de los componentes electrónicos están asociados a un plano de abstracción, mientras que la combinación de los módulos de los componentes electrónicos necesarios para la función inespecífica de aparato, incluyendo las órdenes de activación inespecíficas de aparato, tiene lugar en un plano de interpretación de órdenes o de requisitos separado del plano de abstracción.

De este modo, la unidad de control central puede activar los diferentes componentes electrónicos y, en caso necesario, puede fusionar también sus funcionalidades una con otra, de modo que las funciones realizables posibles resultan ser mayores que la suma de las funciones individuales de los componentes electrónicos. Además, este sistema electrónico permite el aprovechamiento de partes integrantes individuales de componentes electrónicos para funciones inespecíficas de componente. Por tanto, se pueden transportar y transformar datos multimedia a voluntad y, solamente por técnicas de software, se pueden generar nuevas funciones a partir de los datos.

Otra ventaja es la sencilla posibilidad de instalación posterior del sistema, así como su sencilla adaptabilidad a equipamientos diferentes. Respecto de la posibilidad de instalación posterior, se materializa una función de "enchufar y jugar" por medio del sistema electrónico. Si se debe integrar un nuevo componente electrónico en el sistema, éste transmite entonces en un procedimiento de solicitud sus parámetros a la unidad de control central, la cual archiva estos datos entonces en la memoria, con lo que la unidad de control central puede utilizar después la nueva función y representarla eventualmente en la interfaz gráfica, en caso de que el software de funciones esté ya diseñado para estas posibilidades de ampliación. Asimismo, se pueden materializar diferentes equipamientos mediante un cambio sencillo del software de tratamiento gráfico para la interfaz gráfica, manteniendo una misma estructura del hardware y un mismo software de funciones. Preferiblemente, la unidad de control central está construida en forma de un PC.

En otra forma de realización preferida la estructura de bus está construida en forma de un bus MOST (Media Oriented Systems-Transfer = Transferencia de Sistemas Orientada a Medios). La comunicación del sistema electrónico con componentes de la electrónica de confort en un vehículo automóvil tiene lugar preferiblemente a través de pasarelas. En este caso, la comunicación con los componentes relevantes para la seguridad, los cuales están unidos preferiblemente con un bus CAN, puede tener lugar a través de pasarelas CAN, efectuándose la comunicación con otras redes, como, por ejemplo, las redes de telefonía móvil, a través de una pasarela inalámbrica.

Preferiblemente, la pasarela inalámbrica es de construcción modular, es decir que la pasarela inalámbrica está formada con un gran número de interfaces para posibles unidades de emisión/recepción conectables a fin de establecer la comunicación con redes externas.

El sistema electrónico se puede integrar de manera especialmente ventajosa en un vehículo automóvil para la electrónica de confort. En principio, se pueden integrar también los componentes del sistema de accionamiento, tal como, por ejemplo, el aparato de control de la transmisión, pero esto aumentaría los requisitos respecto de la seguridad funcional de las pasarelas CAN y de los respectivos aparatos de control.

Se explica seguidamente la invención con más detalle haciendo referencia a un ejemplo de realización preferido. Las figuras muestran:

La figura 1, un modelo esquemático de capas de un sistema electrónico y

La figura 2, una representación esquemática de la estructura del hardware de un sistema electrónico.

En la figura 1 se ha representado un modelo esquemático de capas de un sistema electrónico. El sistema electrónico comprende una unidad de control central 1 y varios componentes electrónicos 2, habiéndose representado solamente uno de éstos por motivos de una mayor claridad. El plano más inferior 3 de la unidad de control central 1 y de los componentes electrónicos 2 representa el hardware propiamente dicho, y éstos están unidos físicamente uno con otro a través de una estructura de bus 4. La estructura de bus 4 está configurada aquí preferiblemente como un bus MOST. El plano inmediato superior 5 está formado por el software excitador específico de aparato. Sobre el mismo se encuentra el plano 6, el cual está formado por el sistema operativo. Los planos 3, 5 y 6 representan los planos específicos de aparato tal como éstos se presentan también en el estado de la técnica. Sobre el sistema operativo está dispuesto un plano de abstracción 7. En este plano superpuesto jerárquicamente al plano operativo se definen en forma abstracta e inespecífica de aparato, por medio de software, el componente electrónico 2 específico de aparato y la unidad de control central 1. Sobre el plano de abstracción 7 está dispuesto un plano 8 de interpretación de órdenes o de requisitos que también es inespecífico de aparato. El plano más superior 9 de los componentes electrónicos 2 incluye una lista de funciones y de parámetros de dichos componentes electrónicos 2. El contenido de ambas listas es comunicado a una memoria 12 de la unidad de control 1 durante la instalación posterior o la inicialización de un componente 2. Los módulos de software de funciones 10 en la unidad de control central 1 asumen funciones de cualquier clase, tales como agenda de direcciones, navegación, diagnosis, entretenimiento, etc. Se representan así funciones de aparato existentes en software. Sobre este plano de funciones 10 está dispuesta la interfaz gráfica de usuario 11, la cual está subdividida eventualmente aún en parte específica de usuario y parte específica de servicio. Antes del funcionamiento propiamente dicho, cada componente electrónico 2 transmite su lista de funciones y de parámetros, a través de la estructura de bus 4, a la unidad de control central 1, la cual almacena todas las listas de funciones y de parámetros en una memoria 12. Expresado en términos simplificados, los componentes electrónicos 2 comunican primero a la unidad de control central 1 lo que son y lo que pueden. A partir de estas informaciones, la unidad de control central 1 combina entonces las funciones posibles para el usuario, pudiendo obtenerse nuevas funciones integradas por la fusión de funciones individuales. Así, por ejemplo, se puede combinar la agenda de direcciones con la navegación, con lo que se pueden tomar directamente de la agenda de direcciones entradas de destino para la navegación. Además, se pueden emplear componentes existentes para diferentes funciones. Así, por ejemplo, el mismo aparato de reproducción de CDs puede emplearse para reproducir un CD-ROM de datos de navegación o un CD-ROM de música. A este fin, el aparato reproductor construido, por ejemplo, como un reproductor de DVDs notifica a la unidad de control central 1 que puede leer DVDs tanto de audio como de navegación. Además, el reproductor de DVDs comunica qué DVD se encuentra en qué ranura del reproductor. Si se deben leer entonces datos de un DVD de navegación, la unidad de control central 1 le comunica al reproductor de DVDs que debe leer el DVD en la ranura correspondiente. El reproductor de DVDs reconoce el DVD correspondiente e instala de forma automática los parámetros correspondientes.

Para la ejecución de una función, el usuario emite una orden a través de una unidad de entrada ayudándose de la interfaz gráfica. Esta orden es transmitida a la unidad de control central 1 a través de la estructura de bus 4. En la unidad de control central 1 se asigna a esta orden una función inespecífica de aparato. La unidad de control 1 combina los módulos de los componentes que se necesitan para la función y que tienen que ser activados como ésta. Este proceso tiene lugar en el plano 8 de interpretación de órdenes o de requisitos. Las órdenes de control inespecíficas de aparato son convertidas seguidamente en órdenes de control específicas de aparato para los componentes electrónicos 2 a activar y transmitidas a éstos a través de la estructura de bus 4. El intercambio de datos y de informaciones entre componentes electrónicos 2 se efectúa también a través de la unidad de control central 1. A este fin, la unidad de control central 1 recibe los datos específicos de aparato de un componente electrónico 2, abstrae estos datos en un formato de datos inespecífico de aparato, convierte estos datos en un formato de datos específico de aparato del componente electrónico 2 destinado a la recepción y transmite estos datos específicos de aparato al componente electrónico 2 a través de la estructura de bus 4.

Otra ventaja esencial del sistema electrónico es que el equipamiento posterior con componentes electrónicos nuevos o mejorados no tiene repercusiones sobre los demás componentes electrónicos. Se tiene que modificar para ello tan sólo eventualmente el software en la unidad de control central 1, ya que también están desacoplados en hardware los componentes eléctricos 2 funcionalmente cooperantes y estos se comunican uno con otro tan sólo a través de la unidad de control central 1.

La estructura simplificada del hardware del sistema eléctrico está representada en la figura 2. La estructura de bus 4 está unida con un gran número de unidades de entrada y de salida multifuncionales 13 y con los componentes electrónicos 2. Las unidades de entrada y de salida 13 pueden estar construidas, por ejemplo, como pantalla táctil, pulsador, interruptor, teclado, micrófono, altavoz e instrumento combinado 14. Los componentes electrónicos 2 son, por ejemplo, aparatos lectores de CD-ROM, radio, grabadora de casetes, etc. La unidad de control central 1 está unida también con la estructura de bus 4. Como ya se ha explicado anteriormente, los componentes electrónicos 2 son preferiblemente tan sólo componentes de confort. Las unidades de entrada y de salida 13, el instrumento combinado y los componentes electrónicos 2 son considerados todos como del mismo rango por la arquitectura del sistema.

Cuando se aplica el sistema electrónico en un vehículo automóvil, puede ser deseable intercambiar también datos con otros componentes de confort o de accionamiento. En un vehículo automóvil los componentes están unidos uno con otro preferiblemente a través de un bus CAN. En este caso, este bus CAN puede estar subdividido adicionalmente en un confort CAN para los componentes de confort y en un accionamiento CAN para los componentes de accionamiento, estando entonces los dos buses CAN unidos uno con otro a través de una pasarela. Asimismo, la estructura de bus 4 puede estar unida con el bus CAN a través de una pasarela CAN 15 y puede obtener así datos de aparatos de control y sensores relevantes para la seguridad. La pasarela CAN 15 tiene que garantizar, especialmente en aspectos técnicos de seguridad, que no tenga lugar ningún acceso no autorizado a determinados aparatos de control unidos con el bus CAN. Así, por ejemplo, tiene que asegurarse que no se pueda manipular el aparato de control de la transmisión a través de la pasarela CAN 15. La comunicación con otras redes externas tiene lugar a través de una pasarela inalámbrica 16. La pasarela inalámbrica 16 es preferiblemente de construcción modular y está formada con interfaces para todos los receptores imaginables. Por ejemplo, la pasarela inalámbrica está formada con interfaces correspondientes para receptores AM/FM, receptores TV/DVBT, GPS, GSM y otros sistemas de radiodifusión. Según el equipamiento del vehículo automóvil, se unen entonces los receptores correspondientes y, en su caso, los emisores correspondientes con la pasarela inalámbrica 16. La adaptación a diferentes aparatos exteriores se realiza también solamente en software en la pasarela inalámbrica 16. Por tanto, la gran ventaja de esta arquitectura es que la pasarela inalámbrica 16 entrega los datos ya desmodulados a la estructura de bus 4. Por consiguiente, el sistema electrónico está desacoplado del lado del receptor y las variaciones técnicas, como, por ejemplo, formatos de transmisión de datos, frecuencias de emisión, etc., no tienen ninguna influencia sobre el sistema electrónico. Por el contrario, hay que adaptar únicamente la pasarela inalámbrica de la manera correspondiente.

En otra forma de realización preferida la interfaz gráfica de usuario puede ser adicionalmente subdividida o abstraída en técnica de software. Existe para ello un software unitario de funciones sobre el cual está dispuesto un software variable de tratamiento de gráficos. Esto se explicará con ayuda de un ejemplo. Según el equipamiento de un vehículo automóvil o bien específicamente según el tipo, la comunicación de datos de navegación se efectúa de manera diferente. Esto puede venir condicionado, por ejemplo, por el tamaño diferente de las unidades de visualización existentes. Debido a la separación de software de función y software de tratamiento se puede emplear ahora el mismo software de función en todos los vehículos automóviles. Este software de función suministra un resultado en un formato de salida definido. El software de ejecución dispuesto sobre el mismo es específico del vehículo y está correspondientemente adaptado a la representación deseada. Si se debe modificar la representación de los datos de navegación, por ejemplo a petición del usuario, se tiene que cambiar entonces solamente el software de tratamiento. Por tanto, se puede producir con un mínimo coste un gran número de sistemas exteriormente diferentes.

Claims (6)

1. Sistema electrónico que comprende un gran número de componentes electrónicos (2) y una unidad de control central (1), en el que los componentes electrónicos (2) y la unidad de control central (1) están unidos entre ellos a través de una estructura de bus (4), y la unidad de control central (1) comprende una memoria (12) en la que están archivados los parámetros eléctricos y funcionales de cada componente electrónico (2) y en la que se confecciona una selección de funciones a través de la unidad de control central (1) en dependencia de los parámetros eléctricos y funcionales de todos los componentes electrónicos (2) y se representa esta selección de funciones a través de una interfaz gráfica central, en el que la unidad de control central (1) y cada componente electrónico (2) llevan asociado un plano en el que la unidad de control central (1) y los componentes electrónicos (2) están representados en un formato de datos inespecífico de aparato, y en el que se asigna en la unidad de control central (1) a una orden ingresada a través de la interfaz gráfica central para la exclusiva activación de los componentes electrónicos (2) a través de la unidad de control central (1) una función inespecífica de aparato de la selección de funciones, se combinan los componentes electrónicos necesarios para ello, incluyendo las órdenes de activación inespecíficas de aparato, y se convierten éstas en órdenes de control específicas de aparato y se transmiten a los respectivos componentes electrónicos (2) a través de la estructura de bus (4), caracterizado porque los formatos de datos inespecíficos de aparato de la unidad de control central (1) y de los componentes electrónicos (2) están asociados a un plano de abstracción (7), mientras que la combinación de los módulos de los componentes electrónicos necesarios para la función inespecífica de aparato, incluyendo las órdenes de activación inespecíficas de aparato, tiene lugar en un plano (8) de interpretación de órdenes o de requisitos separado del plano de abstracción (7).

2. Sistema electrónico según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control central (1) está construida como un PC.

3. Sistema electrónico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de control central (1) y/o los componentes electrónicos (2) están construidos con un programa de inicialización por medio del cual, antes de la puesta en funcionamiento, los parámetros eléctricos y funcionales de los componentes electrónicos (2) pueden ser recuperados por la unidad de control central (1) o transmitidos a dicha unidad de control central (1).

4. Sistema electrónico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura de bus (4) está configurada como un bus MOST.

5. Sistema electrónico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura de bus (4) está unida con pasarelas (15, 16) para su comunicación con otras redes y/o estructuras de bus.

6. Sistema electrónico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho sistema electrónico está configurado como un sistema electrónico de información y entretenimiento en un vehículo automóvil.