TW201706157A - 車載系統 - Google Patents

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Abstract

搭載於車輛，具備藉由萬用OS動作之主CPU(11)，與藉由該主CPU(11)控制之周邊裝置(3，4)的車載系統(1)，係具備藉由即時OS動作的副CPU(12)，並且於啟動時，藉由副CPU，進行各周邊裝置的初始化處理，之後，將周邊裝置的控制從副CPU讓渡給主CPU。

Description

車載系統 〔關聯申請案的相互參照〕
本申請案係依據2015年3月25日申請之日本申請號2015-62519號者，在此援用其記載內容。
本發明係關於搭載於車輛，具備藉由萬用OS動作之主CPU，與藉由該主CPU控制之周邊裝置的車載系統。
近年來，例如稱為IVI(In-Vehicle Infotainment)系統的車載系統逐漸普及。在此種車載系統中，例如設為主CPU統合管理導航裝置、音響裝置、後視導引相機裝置等的車載裝置的構造。此時，主CPU係作為標準的OS(萬用OS)，例如藉由Linux(註冊商標)的OS動作，控制例如儲存主CPU之應用程式的媒體裝置(eMMC)，及擷取後視導引相機之映像的視訊解碼器等的周邊裝置。
此種車載系統中，也有主CPU之Linux的啟動時間需要比較長的情況，有汽車的輔助開關ON開始， 到使用者(司機)之所希望機器的啟動處理結束為止需要漫長等待的情況。尤其，輔助開關的ON時之儲存CPU之應用程式的媒體裝置的初始化，及各種周邊裝置例如映像IF(視訊解碼器)的初始化需要長時間，故對於使用者有等待時間長，例如無法馬上使用後視導引相機的功能的問題。
再者，在專利文獻1中，揭示有於車載導航裝置中，在引擎停止時，對DRAM供給後備電源，記憶動作途中的狀態，藉此，確保再啟動時之起始的高速性的技術。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕JP2009-128313A
作為如前述的車載系統之主CPU的啟動處理，例如，在電源ON之後的電源穩定化時間的經過後，依序執行程式啟動、媒體裝置(eMMC)的初始化、應用程式載入、各種裝置初始化、應用程式執行的處理。其中，例如媒體裝置的初始化需要1000ms程度，裝置中映像IF(視訊解碼器)的初始化需要400ms程度，到顯示後視導引相機畫像為止，整體例如需要3.4s程度。根據提升安全性的觀點，要求將相機畫像的顯示所要時間，抑 制在例如2秒以內。
本發明的目的係提供可謀求啟動處理完成為止所需時間的縮短化的車載系統。
為了達成前述目的，依據本發明的一例，車載系統係以搭載於車輛，設置藉由萬用OS動作的主CPU、藉由該主CPU所控制的周邊裝置(該數量至少為一)、藉由即時OS動作的副CPU之方式構成。進而，以於啟動時，藉由副CPU，進行周邊裝置的初始化處理，之後，將周邊裝置的控制從副CPU讓渡給主CPU之方式構成。
於前述構造中，啟動時，針對周邊裝置的初始化處理，由藉由即時OS動作的副CPU執行。所以，可與主CPU之啟動處理，亦即，電源穩定化時間及程式啟動的處理並行，進行周邊裝置的初始化，可讓啟動處理所需時間縮短相當的程度。周邊裝置的初始化處理之後，係對於其周邊裝置的控制，具備從副CPU讓渡給藉由萬用OS動作的主CPU之控制讓渡(控制切換)的步驟或控制讓渡(控制切換)的構成要素，之後，可進行通常的控制。
如此，在周邊裝置的啟動時與通常動作時之間，藉由變更控制周邊裝置的CPU，可讓控制最佳化。結果，可發揮可實現啟動處理的高速化，可謀求到啟動處理完成為止所需時間的縮短化的優良效果。
1‧‧‧車載系統
2‧‧‧控制裝置
3‧‧‧映像IF
4‧‧‧媒體裝置
5‧‧‧電源控制部
11‧‧‧主CPU
12‧‧‧副CPU
13‧‧‧啟動記憶體
14‧‧‧共有記憶體
15‧‧‧第1選擇器
16‧‧‧第2選擇器
關於本發明的前述目的及其他目的、特徵及優點，係一邊參照添附的圖面一邊藉由後述之詳細記述，更為明確。
〔圖1〕揭示本發明的一實施形態者，且概略揭示車載系統的電性構造的圖。
〔圖2〕揭示系統的啟動時之各CPU的處理內容的時序圖。
〔圖3〕揭示控制裝置所執行之系統啟動時之處理步驟的流程圖。
〔圖4〕揭示控制裝置所執行之系統結束時之處理步驟的流程圖。
〔圖5A〕揭示對於映像IF之CPU的控制切換相關的要部構造，且用以說明啟動時的動作步驟的圖。
〔圖5B〕揭示對於映像IF之CPU的控制切換相關的要部構造，且用以說明結束時的動作步驟的圖。
〔圖6A〕揭示對於媒體裝置之CPU的控制切換相關的要部構造，且用以說明啟動時的動作步驟的圖。
〔圖6B〕揭示對於媒體裝置之CPU的控制切換相關的要部構造，且用以說明結束時的動作步驟的圖。
以下，針對具體化本發明的一實施形態，一邊參照圖面一邊進行說明。圖1係概略揭示搭載於車輛 (汽車)之本實施形態的車載系統1的電性構造。車載系統1係具備控制裝置2(也稱為電子控制裝置2或控制部2)、及藉由該控制裝置2所包含的CPU控制的複數周邊裝置3、4、電源控制部5等。在本實施形態中，作為周邊裝置的具體例，包含含有進行顯示裝置6(參照圖5A、圖5B)之畫面顯示的視訊解碼器等的映像IF3，與儲存應用程式的SD或eMMC等的媒體裝置4。
又，雖未圖示，於控制裝置2，也連接操作部、揚聲器及麥克風、FPGA等，也進行該等的控制。進而，雖未圖示，於控制裝置2，也連接導航裝置(導航ECU)、GPS裝置、音響裝置(音響ECU)、後視導引相機裝置(相機ECU)等的各種車載機器，並統合管理該等。於控制裝置2(車載系統1)，也可進行手機或智慧型手機等之外部電子機器的無線連接。
藉此，如圖5A、圖5B所示，控制裝置2係透過映像IF3，於顯示裝置6的畫面，進行包含後視導引相機的映像、導航裝置所致之地圖顯示、TV或電影等之視訊畫像的顯示、初始畫面的各種訊息畫面的顯示等。此時，映像IF3與顯示裝置6之間的連接，係藉由例如LVDS規格等進行。
如圖1所示，電源控制部5係在車輛的啟動開關(輔助開關)成為ON的啟動時，對控制裝置2及各周邊裝置，供給驅動電源。但是，對於後述之副CPU，即使啟動開關成為OFF，也持續供給用以維持待機狀態的電 源。再者，車載系統1係作為利用控制裝置2來實現導航功能及音響功能的構造亦可，作為不具備導航功能及音響功能的構造亦可。
控制裝置2係具備主CPU11與副CPU12。其中，主CPU11係藉由萬用OS例如Linux(註冊商標)動作。相對於此，副CPU12係以藉由即時OS(RTOS)動作之方式構成。該等主CPU11與副CPU12係藉由例如USB、UART、PORT等的規格，在可進行相互間的通訊地連接。又，於主CPU11，連接有記憶用以進行電腦的開機(啟動)之BSP程式的啟動記憶體13。進而，於控制裝置2，設置有可從主CPU11及副CPU12雙方進行存取的共有記憶體14。
此時，主CPU11、副CPU12都作為可分別控制映像IF3及媒體裝置4的構造。然後，詳細如後面之作用說明中所述敘般，在本實施形態中，以系統啟動時，亦即啟動開關(輔助開關)的ON時中，藉由副CPU12，進行映像IF3及媒體裝置4的初始化處理，之後，從該副CPU12將該等映像IF3及媒體裝置4的控制讓渡給主CPU11(切換存取權)之方式構成。
更具體來說，如圖5A、圖5B所示，設置有用以對於映像IF3，在主CPU11與副CPU12之間切換存取權的第1選擇器15，該第1選擇器15係藉由來自副CPU12的切換訊號，進行切換控制。再者，CPU11、12與映像IF3之間，係採用I2C所致之通訊方式。又，如圖 6A、圖6B所示，設置有用以對於媒體裝置4，在主CPU11與副CPU12之間切換存取權的第2選擇器16，該第2選擇器16也還是藉由來自副CPU12的切換訊號，進行切換控制。此時，CPU11、12與媒體裝置4之間，係進行CMD(SPI方式)所致之通訊。
進而，在本實施形態中，系統結束時，亦即，於啟動開關(輔助開關)的OFF時中，主CPU11係對於副CPU12，再次讓渡映像IF3及媒體裝置4的控制，進行自身的結束處理。然後，副CPU12係進行映像IF3及媒體裝置4的結束處理之後，讓主CPU11的電源成為OFF，並且轉移至待機(休眠)狀態。
接著，針對前述構造的作用，也參照圖2~圖6進行說明。圖2的時序圖係揭示前述構造的車載系統1的啟動時(輔助開關的ON時)之伴隨主CPU11及副CPU12的時間經過之處理內容。又，圖3的流程圖係揭示啟動時(輔助開關的ON時)之副CPU12及主CPU11所執行的處理步驟。
所記載的流程圖係包含複數區段(或者稱為步驟)，各區段係例如表現為S1或M1。進而，各區段係可分割成複數子區段，另一方面，複數區段也可統合作為1個區段。各區段可稱為裝置、模組、或者作為固有名詞，稱為讓渡區段、讓渡裝置、讓渡模組、或讓渡人。又，區段係可(i)不僅是與硬體單元(例如，電腦、CPU)組合之軟體的區段，(ii)作為硬體(例如，積體 電路、配線邏輯電路)的區段，包含或不包含關聯之裝置的功能地實現。進而，硬體的區段也可被包含於微電腦的內部。
如圖3所示，輔助開關成為ON的話，首先，於副CPU12側，在S1中進行副CPU12的啟動處理。此時，副CPU12係在系統的停止狀態(輔助開關的OFF時)，成為待機狀態(休眠狀態)，所以，可進行極短時間的啟動(圖2的處理(1))。副CPU12啟動的話，在S2中，藉由來自副CPU12的指示，進行主CPU11的啟動的處理。
此時，在主CPU11中，開始來自電源控制部5的電源供給，但在M1中，電源穩定化需要一定時間(例如280ms)(圖2及處理(2))。在主CPU11中，電源穩定化時間結束的話，在M2中，執行程式的啟動(主CPU11的開機)(圖2的處理(5))。
另一方面，於副CPU12中，在S3，執行應用程式儲存用之媒體裝置4的初始化處理。如圖2所示，該媒體裝置4的初始化處理(圖2的處理(3))係與主CPU11之電源穩定化(圖2的處理(2))及程式啟動(圖2的處理(5))並行執行，需要一定時間(例如500ms)。於圖3中，在S4中，判斷媒體裝置4的初始化處理是否已結束，在已結束時(S4中Yes)，則在S5中，對於主CPU11，進行媒體裝置4的初始化處理已結束之要旨的通知，並且進行讓渡媒體裝置4的存取權的處 理。關於該存取權讓渡的處理，在之後圖6A、圖6B的說明中敘述。
進而，在副CPU12中，在S6，執行媒體裝置4以外的各種裝置，在此範例中為映像IF3的初始化處理(圖2的處理(4))。該映像IF3的初始化處理，係如圖2所示，可與媒體裝置4的初始化處理(圖2的處理(3))並行執行，當然需要一定時間(例如500ms)。於圖3中，在S7中，判斷映像IF3的初始化處理是否已結束，在已結束時(S7中Yes)，則在S8中，對於主CPU11，進行映像IF3的初始化處理已結束之要旨的通知，並且進行讓渡映像IF3的存取權的處理。關於該存取權讓渡的處理，在之後圖5A、圖5B的說明中敘述。
相對於此，在主CPU11中，結束M2的程式起動的處理之後，如上所述，從副CPU12讓渡媒體裝置4的存取權的話(S5)，在M3中，執行來自媒體裝置4之應用程式的載入。該應用程式的載入的處理，需要例如1000ms(圖2的處理(6))。於圖3中，從副CPU12讓渡映像IF3的存取權的話(S8)，主CPU11係在M4中進行映像設定的處理，進而M5中，執行應用程式(圖2的處理(7))。
藉此，進行存取權被讓渡的主CPU11對於複數裝置的通常控制等。又，副CPU12係對於主CPU11讓渡存取權之後(S8)，轉移至休眠(待機)狀態。此時，由圖2可知，啟動時，針對周邊裝置即媒體裝置4及映像 IF3的初始化處理，由藉由即時OS動作的副CPU12執行。所以，可與主CPU11之啟動處理，亦即，電源穩定化時間(2)及程式啟動(5)的處理並行，進行媒體裝置4及映像IF3的初始化處理，可讓作為車載系統1整體的啟動處理所需時間縮短相當的程度。
接著，圖4的流程圖係揭示系統的結束時，亦即輔助開關成為OFF時之副CPU12及主CPU11所執行的處理步驟。亦即，輔助開關成為OFF的話，首先，在S11中，進行待機狀態之副CPU12的啟動處理。進行啟動處理的話，在S12中，成為來自主CPU11的通知等待狀態。
此時，在主CPU11中，執行關於各裝置之控制程式的結束等的結束處理(M11)。在主CPU11中，結束處理完成的話(M11中Yes)，在M12中，對於副CPU12，進行結束通知，並且進行對於各裝置3、4之存取權的讓渡。關於該結束時之從主CPU11至副CPU12之存取權的讓渡的處理，在之後圖5A、圖5B、圖6A、圖6B的說明中敘述。
又，於主CPU11中，接著在M13中，執行自身的結束處理。在M14中，判斷結束處理是否已結束，在已結束時(M14中為Yes)，在M15中，對於副CPU12進行結束通知。藉此，主CPU11之輔助開關的OFF時的處理結束，藉由副CPU12讓主CPU11的電源OFF(後述的S15)。
另一方面，在副CPU12中，進行來自主CPU11的結束通知及存取權的讓渡的話(M12)，則結束等待狀態結束(S12中為Yes)，在S13中，執行各裝置3、4的結束處理(重設、電源OFF等)。在S14中，成為來自主CPU11的結束通知等待狀態。從主CPU11有M15的結束通知的話(S14中為Yes)，在S15中，執行主CPU11的電源OFF，接著在S16中，執行自身的結束處理。此後副CPU12成為待機狀態(休眠狀態)。
如此，作為即使於系統結束時，也從主CPU11對副CPU12讓渡周邊裝置3、4的控制，副CPU12進行該等周邊裝置3、4的結束處理的構造，所以，可有效率地進行主CPU11、周邊裝置3、4、副CPU12的結束處理，可進行短時間的結束處理。又，副CPU12成為待機狀態，可監視各周邊裝置3、4，可短時間進行下次啟動時之啟動處理。
接著，參照圖5A、圖5B，針對對於裝置中映像IF3之主CPU11與副CPU12之間的控制的切換(讓渡)的步驟進行說明。圖5A係揭示系統啟動時的動作步驟，圖5B係揭示系統結束時的動作步驟。如上所述，映像IF3與主CPU11及副CPU12之間，採用I2C規格所致之通訊方式，設置於該等間的第1選擇器15係根據來自副CPU12的切換訊號進行切換控制，而切換存取權。
如圖5A所示，於啟動時(輔助開關ON時)，藉由第1選擇器15存取權被設定於副CPU12側 (動作(1))，副CPU12係執行映像IF3的初始化處理(動作(2))。映像IF3的初始化完成的話，藉由來自副CPU12的切換訊號，第1選擇器15係將存取權切換成主CPU11(動作(3))，副CPU12係利用CPU間通訊對於主CPU11通知讓渡存取權的要旨(動作(4))。接下來，主CPU11係對於映像IF3進行映像格式的設定等(動作(5))，開始來自主CPU11的映像訊號的輸出入(動作(6))。
相對於此，如圖5B所示，結束時(輔助開關OFF時)，執行以下動作。亦即，副CPU12偵測到輔助開關的OFF的話(動作(1))，副CPU12係利用CPU間通訊對於主CPU11通知輔助開關成為OFF的要旨(動作(2))。接著，主CPU11係進行裝置(映像IF3)的結束處理(顯示裝置6之畫面的黑畫)(動作(3))，對於副CPU12，利用CPU間通訊通知結束處理完成(動作(4))。然後，藉由來自副CPU12的切換訊號，第1選擇器15係將存取權切換成副CPU12(動作(5))，副CPU12係執行映像IF3的重設處理(動作(6))。
圖6A、圖6B係揭示對於裝置中媒體裝置4之主CPU11與副CPU12之間的控制的切換(讓渡)動作步驟，圖6A係揭示系統啟動時的動作步驟，圖6B係揭示系統結束時的動作步驟。如上所述，媒體裝置4與主CPU11及副CPU12之間，採用CMD規格所致之通訊方式，設置於該等間的第2選擇器16係根據來自副CPU12 的切換訊號進行切換控制，而切換存取權。
如圖6A所示，於啟動時(輔助開關ON時)，藉由第2選擇器16存取權被設定於副CPU12側(動作(1))，副CPU12係執行媒體裝置4的初始化處理(動作(2))。媒體裝置4的初始化完成的話，藉由來自副CPU12的切換訊號，第2選擇器16係將存取權切換成主CPU11(動作(3))，副CPU12係利用CPU間通訊對於主CPU11通知讓渡存取權的要旨(動作(4))。接下來，主CPU11係執行對於媒體裝置4讀/寫的指令(動作(5))，執行從媒體裝置4至主CPU11的資料傳送(動作(6))。
如圖6B所示，結束時(輔助開關OFF時)，副CPU12偵測到輔助開關的OFF的話(動作(1))，副CPU12係利用CPU間通訊對於主CPU11通知輔助開關成為OFF的要旨(動作(2))。接著，主CPU11係進行媒體裝置4的結束處理(例如CMD0訊號的輸出)(動作(3))，對於副CPU12，利用CPU間通訊通知結束處理完成(動作(4))。然後，藉由來自副CPU12的切換訊號，第2選擇器16係將存取權切換成副CPU12(動作(5))，副CPU12係執行媒體裝置4的電源OFF或待機的處理(動作(6))。
如此，在本實施形態的車載系統1中，關於作為周邊裝置的映像IF3及媒體裝置4，以在通常動作時，利用藉由Linux的OS動作的主CPU11進行控制，在 系統的啟動時，藉由即時OS動作的副CPU12進行初始化處理之方式構成。藉此，在系統啟動時與通常動作時之間，藉由變更控制裝置的CPU11、12，可讓控制最佳化。
所以，依據本實施形態，可獲得可實現系統之啟動處理的高速化，可謀求到啟動處理完成為止所需時間的縮短化的優良效果。附帶提一下，輔助開關的ON時之藉由後視導引相機的功能，於顯示裝置6顯示相機畫為止，先前，需要例如3.4秒，對於使用者來說等待時間較長，在本實施形態中，可縮短成兩秒以下，根據提升安全性的觀點來說也算有效。
又，尤其在本實施形態中，以設置有用以對於周邊裝置3、4，在主CPU11與副CPU12之間切換存取權的選擇器15、16，藉由利用來自副CPU12的切換訊號，進行該選擇器15、16的切換控制之方式構成，所以，可容易實現控制的讓渡。
進而，在本實施形態中，作為即使於結束時，也將周邊裝置3、4的控制從主CPU11讓渡給副CPU12，副CPU12係進行周邊裝置3、4的結束處理之後，轉移至待機狀態的構造。藉此，關於系統結束時的結束處理也可有效率地進行。而且，在輔助開關OFF時副CPU12也成為待機狀態，可監視各周邊裝置3、4，並且於啟動時，可迅速對周邊裝置3、4進行啟動處理。
本發明係依據實施例記述，但可理解本發明並不限定於該實施例及構造者。本發明也包含各種變形例 及均等範圍內的變形。此外，各種組合及形態，進而，該等僅包含一要素，其以上或其以下的其他組合及形態，也是本發明的範疇及思想範圍。
再者，在前述實施中，已例示作為主CPU動作的萬用OS，採用Linux的狀況，但並不限定於此者，也可採用例如Windows(註冊商標)等的各種OS。關於各部之通訊方式及資料傳送的規格等，也僅為揭示一例，可採用各種技術。又，在前述實施形態中，作為周邊裝置，已例示映像IF3及媒體裝置4，但本發明作為對象，可適用搭載於車輛之裝置全般。此外，關於車載系統整體的硬體構造，及控制裝置的軟體或硬體構造等，也進行各種變更。
1‧‧‧車載系統
2‧‧‧控制裝置
3‧‧‧映像IF
4‧‧‧媒體裝置
5‧‧‧電源控制部
11‧‧‧主CPU
12‧‧‧副CPU
13‧‧‧啟動記憶體
14‧‧‧共有記憶體

Claims (5)

  1. 一種車載系統，係搭載於車輛，具備藉由萬用OS動作之主CPU(11)，與藉由該主CPU(11)控制之周邊裝置(3，4)的車載系統(1)，其特徵為：以設置藉由即時OS動作的副CPU(12)，並且於啟動時，藉由前述副CPU，進行前述周邊裝置的初始化處理，之後，將前述周邊裝置的控制從該副CPU讓渡給前述主CPU之方式構成。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之車載系統，其中，於前述周邊裝置，包含進行顯示裝置(6)之畫面顯示的映像介面(3)。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之車載系統，其中，於前述周邊裝置，包含儲存前述主CPU之應用程式的媒體裝置(4)。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之車載系統，其中，設置有用以對於前述周邊裝置(3，4)，在前述主CPU與前述副CPU之間切換存取權的選擇器(15，16)，藉由利用來自前述副CPU的切換訊號，切換控制該選擇器，進行控制的讓渡。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所記載之車載系統，其中， 於結束時，將前述周邊裝置的控制從前述主CPU讓渡給前述副CPU，該副CPU係進行前述周邊裝置的結束處理之後，轉移至待機狀態。
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