WO2013000562A1 - Power management for multicore processors in a motor vehicle having a large number of operating components - Google Patents

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WO2013000562A1
WO2013000562A1 PCT/EP2012/002683 EP2012002683W WO2013000562A1 WO 2013000562 A1 WO2013000562 A1 WO 2013000562A1 EP 2012002683 W EP2012002683 W EP 2012002683W WO 2013000562 A1 WO2013000562 A1 WO 2013000562A1
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motor vehicle
processor
operating
operating components
control
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Audi Ag
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    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle having a plurality of operating components and a plurality of control devices, each for controlling at least one of the operating components. Moreover, the present invention relates to a method for operating such a motor vehicle.
  • Control devices or control devices in motor vehicles are used to carry out various functions of the motor vehicle.
  • an input variable from an operating component of the motor vehicle is determined, which is provided by a sensor in the motor vehicle.
  • an output variable is calculated by the control device, which is used, for example, to control an actuator of the respective operating component.
  • the control device usually comprises a processor on which a corresponding control program is executed.
  • an output variable can be generated automatically or as a result of an operator input of one of the vehicle occupants by the control device.
  • control devices are used to control and / or regulate a plurality of operating components of the motor vehicle, for example for controlling the engine.
  • the driver assistance systems of the motor vehicle include corresponding control devices with which the driver can be assisted in operating the motor vehicle.
  • control devices are used, for example, for controlling and / or regulating the air conditioning system, the navigation system, the audio system or the like. In modern motor vehicles, more and more control devices or control units are installed, which increases the weight of motor vehicles and incur additional costs during installation.
  • CONFIRMATION COPY DE 10 2006 056 318 A1 describes a communication system of a vehicle, in which the main operating components, each comprising a control unit for controlling and / or regulating the main operating component, are connected to an Ethernet network. This enables real-time communication between the main operating components.
  • the units which enable the network communication and the control of the main operating component are arranged on a common semiconductor component (chip).
  • a vehicle network with a plurality of control units is known, which are interconnected via a network bus.
  • the network comprises a plurality of virtual networks in which in each case those control devices are combined, which together execute a vehicle control task.
  • the control unit includes a communication kernel as a standardized interface to control boot up, shutdown, and error handling of the controllers.
  • a motor vehicle having a plurality of operating components and a plurality of control devices each for driving at least one of the operating components, wherein the control devices are each formed or provided by a processor core of at least one multi-core processor.
  • Such multicore processors which are also referred to as multicore processors, comprise a plurality of processor cores on a common chip. This arrangement allows multiple computing processes to be performed in parallel, thereby increasing the overall performance of the multi-core processor.
  • each control device of the motor vehicle is formed by a processor core of the multi-core processor.
  • the control devices or control devices usually present in a motor vehicle are identified by the processor cores of the multi-core processor replaced, which provide the function of the respective control devices.
  • a corresponding control program can be operated on each processor core, with which input variables can be detected, which are provided by sensors of the motor vehicle or which are generated by an operating input of the vehicle occupants.
  • an output variable is calculated by the control program, by means of which an operating component of the motor vehicle can be controlled.
  • a plurality of processor cores are used to drive an operating component.
  • the functionality of all control devices of the motor vehicle can be realized in each case. It is also conceivable that the control devices are realized by the single-core processors of several multi-core processors. To ensure sufficient security, an identical, second multi-core processor can be provided for each multi-core processor, which can be used in the event of the failure of the first multi-core processor. By using such a multi-core processor, the required space in the motor vehicle can be reduced and the weight of the motor vehicle can be reduced. Furthermore, costs can be saved.
  • operating components are those components in a motor vehicle that are usually controlled or controlled by a control unit.
  • the processor cores of the multi-core processor also allow high flexibility to be achieved. Thus, by means of the corresponding control programs which are operated on the processor cores, the control devices for the respective operating components can be realized in a simple manner. Thus, also control devices can be easily added or removed, without corresponding conversion or installation measures are necessary.
  • the processor cores of the multi-core processor are assigned to a common processor data bus in order to be able to read out data values from the processor data bus.
  • data values b_eso_n-jers can be easily exchanged between the individual processor cores and thus between the individual controllers.
  • the processor data bus or the associated processor data line is designed so that a real-time communication between the individual Control devices is enabled. For this purpose, such a data transfer rate is made possible by the processor data bus that the control operations of the respective control units can be carried out safely in the predetermined time.
  • the respective operating components can be controlled particularly reliably and quickly.
  • the processor cores of the multi-core processor and the processor data bus with the associated processor data line are arranged on a common carrier material, in particular a semiconductor material. Due to the common arrangement of the individual processor cores and the associated processor data line on a common carrier or on the same chip, a particularly space-saving arrangement can be achieved.
  • the corresponding processor data line can already be taken into account in the technological production of the multi-core processor. Likewise, an already existing on the multi-core processor data line can be used.
  • one or more memory elements may be provided on the chip. On these memory elements, data values can be stored, by means of which the operating components are controlled. Alternatively or additionally, data can be stored on the memory elements by the control devices.
  • the multi-core processor comprises a control unit with which a control signal can be generated, which causes a control program to run on the respective processor cores for activating the respective operating components.
  • This higher-level control unit can be provided, for example, as a central control unit.
  • one of the processor cores of the multi-core processor can take over the task of a central control unit.
  • several control units are distributed decentralized.
  • a corresponding control unit may be present on several or on each processor core.
  • the function of the respective control unit may be enabled by a software program operating on the processor cores. In this way, a particularly simple control of the individual processor cores or control devices which are interconnected in a network can be made possible.
  • the network management is realized by the communication between the individual processor cores.
  • the control unit is designed to generate a control signal with which switching on and / or off of the respective processor cores can be effected.
  • those processor cores or control devices can be switched on or woken up, which are currently required for controlling the respective operating components.
  • Those control devices that are not currently needed can be turned off by the control unit.
  • the control unit is designed to generate a control signal with which the respective processor cores can be switched from an operating mode into a sleep mode.
  • the processor cores or the control devices that are not currently required to drive the operating components can be switched to a sleep mode or in a stand-by mode in which they have a lower Energyiel. Have power requirements.
  • energy can be effectively saved.
  • the respective processor cores are connected to a motor vehicle data bus.
  • the individual processor cores are connected to a motor vehicle data bus, in particular a CAN bus.
  • a motor vehicle data bus the buses FlexRay and Ethernet can also be used.
  • corresponding sensor signals can be transmitted to the processor cores.
  • Control signals for the operating components can be transmitted via the motor vehicle data bus via this.
  • a method for operating a motor vehicle in which by a plurality of control devices in each case at least one operating component of a plurality of operating components of the motor vehicle is driven, wherein the control means are each formed by a processor core of a multi-core processor.
  • the method comprises detecting an operating variable of at least one of the operating components and controlling the at least one operating component as a function of the recorded company size.
  • the operating components in the motor vehicle can be controlled or regulated particularly easily.
  • FIGURE shows a schematic representation of a motor vehicle comprising a multi-core processor with a plurality of processor cores, with which the operating components of the motor vehicle can be controlled.
  • the figure shows a schematic representation of a motor vehicle 10.
  • a motor vehicle 10 usually includes a plurality of operating components 12.
  • the operating component 12 may be, for example, a drive motor, a navigation system, an audio system, an electrically adjustable seat or the like.
  • the operating components 12 represent the components of the motor vehicle 10, which are usually controlled and / or regulated by control devices or control devices of the motor vehicle 10.
  • control devices of the motor vehicle are replaced by corresponding control devices, which are formed by processor cores 14 of a multi-core processor 16.
  • a multi-core processor 16 may include from two to several hundred processor cores 14.
  • a multi-core processor 16 with three processor cores 14 is shown by way of example.
  • a respective processor core 14 is assigned to an operating component 12.
  • multiple processor cores 14 can be used to control only one operating component 12.
  • the motor vehicle data bus 18 may in particular be a CAN bus of the motor vehicle 10.
  • the processor cores 14 are designed, for example, by the operation of a corresponding software program so that corresponding input variables can be received. These input variables are provided by sensors, not illustrated here, of the motor vehicle 10 or by an operator input of the vehicle occupants and transmitted via the motor vehicle data bus 18 to the respective processor cores 14.
  • a corresponding control program is operated on the respective processor cores 14, by means of which an output variable can be calculated on the basis of the acquired input variable. On the basis of the output variable, for example, a control signal can be generated with which the respective operating components 12 are controlled.
  • the control signals generated by the processor cores 14 are also transmitted via the motor vehicle data bus 18 to the respective operating components 12.
  • the processor cores 14 of the multi-core processor 16 are connected to a processor data bus 20.
  • the processor cores 14 may read data values from the processor data bus 20.
  • data values between the individual processor cores 14 can be transmitted or exchanged.
  • the individual processor cores 14 may, for example, be connected to each other annular, star-shaped or line-shaped by the processor data bus 20.
  • the processor data bus 20 or the associated processor data line is designed such that real-time-capable communication between the individual processor cores 14 is made possible.
  • the processor data line can be designed, for example, according to the Ethernet standard.
  • the individual processor cores 14 of the multi-core processor 16 and the processor data bus 20 are preferably arranged on a common carrier material 22 or on a common (semiconductor) chip.
  • the multi-core processor 16 comprises a control unit 24 with which a corresponding control signal can be generated, which causes the control for the respective operating components 12 a control program is brought to expiration.
  • the control unit 24 is configured to generate a control signal which can be used to enable / disable and / or disable / disable the off-state process. With a corresponding control signal of the control unit 24 can also be caused that the respective processor core 14 is switched from an operating mode to a standby mode or standby mode. In this way energy can be effectively saved.
  • the control unit 24 may be formed as a central control unit 24 as shown in the figure.
  • one of the processor cores 14 of the multi-core processor 16 can be designed, for example, by a corresponding software program to assume the function of a central control device 24.
  • a plurality of control devices 24 may be arranged decentrally.
  • several or all processor cores 14 may have a control device 24.
  • one or more memory elements are arranged on the carrier material 22 or chip. On these memory elements, data values can be stored, which can be accessed by the respective processor cores 14 or control devices for controlling the respective operating components 12.
  • data values can be stored by the processor cores 14 on the memory elements.

Abstract

The present invention relates to a motor vehicle (14) having a large number of operating components (12) and a large number of control devices in each case for actuating at least one of the operating components (12), wherein the control devices are each formed by a processor core (14) of at least one multicore processor (16). Moreover, the present invention relates to a method for operating a motor vehicle (10) of this kind.

Description

POWER -MANAGEMENT FÜR MULTICORE PROZESSOREN IN EINEM KRAFTFAHRZEUG MIT EINER VIELZAHL VON BETRIEBSKOMPONENTEN POWER MANAGEMENT FOR MULTICORE PROCESSORS IN A MOTOR VEHICLE WITH A VARIETY OF OPERATING COMPONENTS
BESCHREIBUNG: Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Betriebskomponenten und einer Vielzahl von Steuereinrichtungen jeweils zum Ansteuern zumindest einer der Betriebskomponenten. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs. DESCRIPTION: The present invention relates to a motor vehicle having a plurality of operating components and a plurality of control devices, each for controlling at least one of the operating components. Moreover, the present invention relates to a method for operating such a motor vehicle.
Steuereinrichtungen bzw. Steuergeräte in Kraftfahrzeugen werden dazu genutzt, um verschiedene Funktionen des Kraftfahrzeugs auszuführen. Üblicherweise wird mit einer solchen Steuereinrichtung eine Eingangsgröße von einer Betriebskomponente des Kraftfahrzeugs ermittelt, die von einem Sen- sor im Kraftfahrzeug bereitgestellt wird. Anhand dieser Eingangsgröße wird durch die Steuereinrichtung eine Ausgangsgröße berechnet, die beispielsweise zur Ansteuerung eines Aktors der jeweiligen Betriebskomponente verwendet wird. Zu diesem Zweck umfasst die Steuereinrichtung in der Regel einen Prozessor, auf dem ein entsprechendes Steuerprogramm ausgeführt wird. Ebenso kann durch die Steuereinrichtung eine Ausgangsgröße automatisch oder in Folge einer Bedieneingabe eines der Fahrzeuginsassen erzeugt werden. Control devices or control devices in motor vehicles are used to carry out various functions of the motor vehicle. Usually, with such a control device, an input variable from an operating component of the motor vehicle is determined, which is provided by a sensor in the motor vehicle. On the basis of this input variable, an output variable is calculated by the control device, which is used, for example, to control an actuator of the respective operating component. For this purpose, the control device usually comprises a processor on which a corresponding control program is executed. Likewise, an output variable can be generated automatically or as a result of an operator input of one of the vehicle occupants by the control device.
Solche Steuereinrichtungen werden zur Steuerung und/oder Regelung einer Vielzahl von Betriebskomponenten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise zur Steuerung des Motors, verwendet. Zudem umfassen die Fahrerassistenzsysteme des Kraftfahrzeugs entsprechende Steuereinrichtungen, mit denen der Fahrzeugführer beim Betreiben des Kraftfahrzeugs unterstützt werden kann. Überdies werden solche Steuereinrichtungen beispielsweise zur Steuerung und/oder Regelung der Klimaanlage, des Navigationssystems, der Audioan- - läge oder dergleichen genutzt. In modernen Kraftfahrzeugen werden immer mehr Steuereinrichtungen bzw. Steuergeräte verbaut, wodurch sich das Gewicht der Kraftfahrzeuge erhöht und zusätzliche Kosten beim Einbau entstehen. Such control devices are used to control and / or regulate a plurality of operating components of the motor vehicle, for example for controlling the engine. In addition, the driver assistance systems of the motor vehicle include corresponding control devices with which the driver can be assisted in operating the motor vehicle. Moreover, such control devices are used, for example, for controlling and / or regulating the air conditioning system, the navigation system, the audio system or the like. In modern motor vehicles, more and more control devices or control units are installed, which increases the weight of motor vehicles and incur additional costs during installation.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Die DE 10 2006 056 318 A1 beschreibt ein Kommunikationssystem eines Fahrzeugs, bei dem die Hauptbetriebskomponenten, die jeweils eine Steuereinheit zum Steuern und/oder Regeln der Hauptbetriebskomponente umfas- sen, mit einem Ethernet-Netzwerk verbunden sind. Somit wird eine echtzeit- fähige Kommunikation zwischen den Hauptbetriebskomponenten ermöglicht. Hierbei sind insbesondere die Einheiten, die die Netzwerkkommunikation und die Ansteuerung der Hauptbetriebskomponente ermöglichen, auf einem gemeinsamen Halbleiterbaustein (Chip) angeordnet. CONFIRMATION COPY DE 10 2006 056 318 A1 describes a communication system of a vehicle, in which the main operating components, each comprising a control unit for controlling and / or regulating the main operating component, are connected to an Ethernet network. This enables real-time communication between the main operating components. In this case, in particular the units which enable the network communication and the control of the main operating component are arranged on a common semiconductor component (chip).
Aus der DE 601 26 373 T2 ist ein Fahrzeugnetzwerk mit mehreren Steuereinheiten bekannt, die über einen Netzwerkbus miteinander verbunden sind. Hierbei umfasst das Netzwerk eine Mehrzahl von virtuellen Netzwerken, in denen jeweils diejenigen Steuereinrichtungen zusammengefasst sind, die zusammen eine Fahrzeugsteueraufgabe ausführen. In einer Ausführungsform umfasst die Steuereinheit einen Kommunikations-Kernel als standari- sierte Schnittstelle, um das Hochfahren, das Herunterfahren und die Fehlerhandhabung der Steuereinrichtungen zu steuern. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Funktionalität der zuvor beschriebenen Steuereinrichtungen in einem Kraftfahrzeug besonders einfach und effektiv zur Verfügung zu stellen. From DE 601 26 373 T2 a vehicle network with a plurality of control units is known, which are interconnected via a network bus. In this case, the network comprises a plurality of virtual networks in which in each case those control devices are combined, which together execute a vehicle control task. In one embodiment, the control unit includes a communication kernel as a standardized interface to control boot up, shutdown, and error handling of the controllers. The object of the present invention is to provide the functionality of the control devices described above in a motor vehicle in a particularly simple and effective manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug gemäß Pa- tentanspruch 1 gelöst. Demnach wird bereitgestellt ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Betriebskomponenten und einer Vielzahl von Steuereinrichtungen jeweils zum Ansteuern zumindest einer der Betriebskomponenten, wobei die Steuereinrichtungen jeweils durch einen Prozessorkern zumindest eines Mehrkernprozessors gebildet bzw. bereitgestellt sind. Solche Mehr- kemprozessoren, die auch als Multicore-Prozessoren bezeichnet werden, umfassen mehrere Prozessorkerne auf einem gemeinsamen Chip. Diese Anordnung ermöglicht es, dass mehrere Rechenprozesse parallel ausgeführt werden können, wodurch die Rechenleistung des Mehrkernprozessors insgesamt erhöht wird. This object is achieved by a motor vehicle according to patent claim 1. Accordingly, there is provided a motor vehicle having a plurality of operating components and a plurality of control devices each for driving at least one of the operating components, wherein the control devices are each formed or provided by a processor core of at least one multi-core processor. Such multicore processors, which are also referred to as multicore processors, comprise a plurality of processor cores on a common chip. This arrangement allows multiple computing processes to be performed in parallel, thereby increasing the overall performance of the multi-core processor.
Erfindungsgemäß ist jede SteüeTeihTichtung des Kraftfahrzeugs durch einen Prozessorkern des Mehrkernprozessors gebildet. Mit anderen Worten werden die üblicherweise in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Steuereinrichtungen bzw. Steuergeräte durch die Prozessorkerne des Mehrkernprozessors ersetzt, die die Funktion der jeweiligen Steuereinrichtungen bereitstellen. Zu diesem Zweck kann auf jedem Prozessorkern ein entsprechendes Steuerprogramm betrieben werden, mit dem Eingangsgrößen erfasst werden können, die von Sensoren des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden oder die durch eine Bedieneingabe der Fahrzeuginsassen erzeugt werden. Anhand dieser Eingangsgröße wird durch das Steuerprogramm eine Ausgangsgröße berechnet, mittels welcher eine Betriebskomponente des Kraftfahrzeugs angesteuert werden kann. Hierbei ist es ebenso denkbar, dass mehrere Prozessorkerne zum Ansteuern einer Betriebskomponente verwendet werden. According to the invention, each control device of the motor vehicle is formed by a processor core of the multi-core processor. In other words, the control devices or control devices usually present in a motor vehicle are identified by the processor cores of the multi-core processor replaced, which provide the function of the respective control devices. For this purpose, a corresponding control program can be operated on each processor core, with which input variables can be detected, which are provided by sensors of the motor vehicle or which are generated by an operating input of the vehicle occupants. On the basis of this input variable, an output variable is calculated by the control program, by means of which an operating component of the motor vehicle can be controlled. It is also conceivable here that a plurality of processor cores are used to drive an operating component.
Durch die Einzelprozessoren eines einzigen Multikernprozessors kann jeweils die Funktionalität aller Steuereinrichtungen des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Steuereinrichtungen durch die Einzelkernprozessoren von mehreren Multikernprozessoren realisiert werden. Um eine ausreichende Sicherheit zu gewährleisten, kann zu jedem Multi- kernprozessor ein identischer, zweiter Multikemprozessor vorgesehen sein, der beim Ausfall des ersten Multikernprozessors verwendet werden kann. Durch die Verwendung eines solchen Multikernprozessors kann der benötigte Bauraum im Kraftfahrzeug reduziert werden und das Gewicht des Kraft- fahrzeugs kann gesenkt werden. Des weiteren können Kosten eingespart werden. Unter Betriebskomponenten sind vorliegend diejenigen Komponenten in einem Kraftfahrzeug zu verstehen, die üblicherweise von einem Steuergerät angesteuert werden bzw. angesteuert werden können. Durch die Prozessorkerne des Mehrkernprozessors kann zudem eine hohe Flexibilität erreicht werden. So können durch die entsprechenden Steuerprogramme, die auf den Prozessorkernen betreiben werden, auf einfache Weise die Steuereinrichtungen für die jeweiligen Betriebskomponenten realisiert werden. Somit können auch Steuereinrichtungen einfach hinzugefügt oder entfernt werden, ohne dass entsprechende Umbau- bzw. Einbaumaßnahmen notwendig sind. By the individual processors of a single multi-core processor, the functionality of all control devices of the motor vehicle can be realized in each case. It is also conceivable that the control devices are realized by the single-core processors of several multi-core processors. To ensure sufficient security, an identical, second multi-core processor can be provided for each multi-core processor, which can be used in the event of the failure of the first multi-core processor. By using such a multi-core processor, the required space in the motor vehicle can be reduced and the weight of the motor vehicle can be reduced. Furthermore, costs can be saved. In the present case, operating components are those components in a motor vehicle that are usually controlled or controlled by a control unit. The processor cores of the multi-core processor also allow high flexibility to be achieved. Thus, by means of the corresponding control programs which are operated on the processor cores, the control devices for the respective operating components can be realized in a simple manner. Thus, also control devices can be easily added or removed, without corresponding conversion or installation measures are necessary.
Bevorzugt sind die Prozessorkerne des Mehrkernprozessors einem gemeinsamen Prozessordatenbus zugeordnet, um aus dem Prozessordatenbus Da- tenwerte-auslesen - zu-können. Auf-diese-Weise-können-Datenwerte-b_eso_n- Jers einfach zwischen den einzelnen Prozessorkernen und somit zwischen den einzelnen Steuereinrichtungen ausgetauscht werden. Bevorzugt ist der Prozessordatenbus bzw. die dazugehörige Prozessordatenleitung dazu ausgebildet, dass eine echtzeitfähige Kommunikation zwischen den einzelnen Steuereinrichtungen ermöglicht wird. Zu diesem Zweck wird durch den Prozessordatenbus eine solche Datenübertragungsrate ermöglicht, dass die Steuervorgänge der jeweiligen Steuereinheiten in der dafür vorgegebenen Zeit sicher ausgeführt werden können. Somit können die jeweiligen Betriebs- komponenten besonders zuverlässig und schnell angesteuert werden. Preferably, the processor cores of the multi-core processor are assigned to a common processor data bus in order to be able to read out data values from the processor data bus. In this way, data values b_eso_n-jers can be easily exchanged between the individual processor cores and thus between the individual controllers. Preferably, the processor data bus or the associated processor data line is designed so that a real-time communication between the individual Control devices is enabled. For this purpose, such a data transfer rate is made possible by the processor data bus that the control operations of the respective control units can be carried out safely in the predetermined time. Thus, the respective operating components can be controlled particularly reliably and quickly.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Prozessorkerne des Mehrkernprozessors und der Prozessordatenbus mit der dazugehörigen Prozessordatenleitung auf einem gemeinsamen Trägermaterial, insbesondere ei- nem Halbleitermaterial, angeordnet. Durch die gemeinsame Anordnung der einzelnen Prozessorkerne und der dazugehörigen Prozessordatenleitung auf einem gemeinsamen Träger bzw. auf dem gleichen Chip kann eine besonders Bauraum sparende Anordnung erreicht werden. Die entsprechende Prozessordatenleitung kann bereits bei der technologischen Herstellung des Multikernprozessors berücksichtigt werden. Ebenso kann eine bereits auf dem Mehrkernprozessor vorhandene Datenleitung genutzt werden. Zudem können ein oder mehrere Speicherelement auf dem Chip vorgesehen sein. Auf diesen Speicherelementen können Datenwerte hinterlegt sein, anhand derer die Betriebskomponenten angesteuert werden. Alternativ oder zusätz- lieh können von den Steuereinrichtungen Datenwerte auf den Speicherelementen abgelegt werden. In a preferred embodiment, the processor cores of the multi-core processor and the processor data bus with the associated processor data line are arranged on a common carrier material, in particular a semiconductor material. Due to the common arrangement of the individual processor cores and the associated processor data line on a common carrier or on the same chip, a particularly space-saving arrangement can be achieved. The corresponding processor data line can already be taken into account in the technological production of the multi-core processor. Likewise, an already existing on the multi-core processor data line can be used. In addition, one or more memory elements may be provided on the chip. On these memory elements, data values can be stored, by means of which the operating components are controlled. Alternatively or additionally, data can be stored on the memory elements by the control devices.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Mehrkernprozessor eine Steuereinheit, mit der ein Steuersignal erzeugbar ist, das bewirkt, dass zum Ansteuern der jeweiligen Betriebskomponenten ein Steuerprogramm auf den jeweiligen Prozessorkernen zum Ablauf gebracht wird. Diese übergeordnete Steuereinheit kann beispielsweise als zentrale Steuereinheit vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann beispielsweise einer der Prozessorkerne des Mehrkernprozessors die Aufgabe einer zentralen Steuereinheit übernehmen. Ebenso ist es denkbar, dass mehrere Steuereinheiten dezentral verteilt vorliegen. So können beispielsweise auf mehreren oder auf jedem Prozessorkern eine entsprechende Steuereinheit vorhanden sein. Die Funktion der jeweiligen Steuereinheit kann durch ein Softwareprogramm ermöglicht werden, das auf den Prozessorkernen betrieben wird. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Ansteuerung-der-einzelnen-Prozessorkerne- bzw. Steuereinrichtungen, die in einem Netzwerk verschaltet sind, ermöglicht werden. Mit anderen Worten wird das Netzwerkmanagement durch die Kommunikation zwischen den einzelnen Prozessorkernen realisiert. Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem ein Einschalten und/oder ein Ausschalten der jeweiligen Prozessorkerne bewirkbar ist. Durch die Steuereinheit können diejenigen Prozessorkerne bzw. Steuereinrichtungen eingeschaltet bzw. aufgeweckt wer- den, die aktuell zum Ansteuern der jeweiligen Betriebskomponenten benötigt werden. Diejenigen Steuereinrichtungen, die momentan nicht benötigt werden, können durch die Steuereinheit ausgeschaltet werden. Somit können die Steuereinrichtungen besonders einfach und effektiv betrieben werden. In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem die jeweiligen Prozessorkerne von einem Betriebsmodus in einen Ruhemodus schaltbar sind. Die Prozessorkerne bzw. die Steuereinrichtungen, die aktuell nicht zum Ansteuern der Betriebskomponenten benötigt werden, können in einen Ruhemodus bzw. in einen Stand-by-Modus geschaltet werden, in dem sie einen geringeren Energiebzw. Leistungsbedarf aufweisen. Somit kann effektiv Energie eingespart werden. In a further embodiment of the invention, the multi-core processor comprises a control unit with which a control signal can be generated, which causes a control program to run on the respective processor cores for activating the respective operating components. This higher-level control unit can be provided, for example, as a central control unit. For this purpose, for example, one of the processor cores of the multi-core processor can take over the task of a central control unit. Likewise, it is conceivable that several control units are distributed decentralized. For example, a corresponding control unit may be present on several or on each processor core. The function of the respective control unit may be enabled by a software program operating on the processor cores. In this way, a particularly simple control of the individual processor cores or control devices which are interconnected in a network can be made possible. In other words, the network management is realized by the communication between the individual processor cores. Preferably, the control unit is designed to generate a control signal with which switching on and / or off of the respective processor cores can be effected. By means of the control unit, those processor cores or control devices can be switched on or woken up, which are currently required for controlling the respective operating components. Those control devices that are not currently needed can be turned off by the control unit. Thus, the control devices can be operated particularly easily and effectively. In a further embodiment, the control unit is designed to generate a control signal with which the respective processor cores can be switched from an operating mode into a sleep mode. The processor cores or the control devices that are not currently required to drive the operating components, can be switched to a sleep mode or in a stand-by mode in which they have a lower Energieiebzw. Have power requirements. Thus, energy can be effectively saved.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die jeweiligen Prozessorkerne mit ei- nem Kraftfahrzeugdatenbus verbunden. Um einen entsprechenden Datenaustausch zwischen den Steuereinrichtungen und den Betriebskomponenten zu ermöglichen, sind die einzelnen Prozessorkerne mit einem Kraftfahrzeugdatenbus, insbesondere einem CAN-Bus, verbunden. Als Kraftfahrzeugdatenbus können ebenso die Busse FlexRay und Ethernet genutzt werden. Über den Kraftfahrzeugdatenbus können entsprechende Sensorsignale zu den Prozessorkemen übertragen werden. Über dies können über den Kraftfahrzeugdatenbus Steuersignale für die Betriebskomponenten übertragen werden. Über dies wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, bei welchem durch eine Vielzahl von Steuereinrichtungen jeweils zumindest eine Betriebskomponente aus einer Vielzahl von Betriebskomponenten des Kraftfahrzeugs angesteuert wird, wobei die Steuereinrichtungen jeweils durch einen Prozessorkern eines Mehrkernprozessors gebildet-werden.- In a further refinement, the respective processor cores are connected to a motor vehicle data bus. In order to enable a corresponding data exchange between the control devices and the operating components, the individual processor cores are connected to a motor vehicle data bus, in particular a CAN bus. As a motor vehicle data bus, the buses FlexRay and Ethernet can also be used. Via the motor vehicle data bus, corresponding sensor signals can be transmitted to the processor cores. Control signals for the operating components can be transmitted via the motor vehicle data bus via this. About this is provided according to the invention a method for operating a motor vehicle, in which by a plurality of control devices in each case at least one operating component of a plurality of operating components of the motor vehicle is driven, wherein the control means are each formed by a processor core of a multi-core processor.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erfassen einer Betriebsgröße zumindest einer der Betriebskomponenten und das Ansteuern der zumindest einen Betriebskomponente in Abhängigkeit von der erfassten Betriebsgröße. Somit können die Betriebskomponenten in dem Kraftfahrzeug besonders einfach gesteuert bzw. geregelt werden. In an advantageous embodiment, the method comprises detecting an operating variable of at least one of the operating components and controlling the at least one operating component as a function of the recorded company size. Thus, the operating components in the motor vehicle can be controlled or regulated particularly easily.
Die in Bezug auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug beschriebenen Wei- terbildungen lassen sich entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs übertragen. The refinements described with respect to the motor vehicle according to the invention can be correspondingly transferred to the method according to the invention for operating a motor vehicle.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Die Figür zeigt hierbei eine schematische Darstellung eines Kraft- fahrzeugs, das einen Mehrkernprozessor mit mehreren Prozessorkernen umfasst, mit denen die Betriebskomponenten des Kraftfahrzeugs angesteuert werden können. The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The FIGURE shows a schematic representation of a motor vehicle comprising a multi-core processor with a plurality of processor cores, with which the operating components of the motor vehicle can be controlled.
Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevor- zugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. The embodiment described in more detail below represents a preferred embodiment of the present invention.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10. Ein solches Kraftfahrzeug 10 umfasst üblicherweise eine Vielzahl von Betriebskomponenten 12. Der Einfachheit halber sind in der Figur nur drei Betriebs- komponenten 12 beispielhaft dargestellt. Die Betriebskomponente 12 kann beispielsweise ein Antriebsmotor, ein Navigationssystem, ein Audiosystem, ein elektrisch verstellbarer Sitz oder dergleichen sein. Die Betriebskomponenten 12 stellen vorliegend die Komponenten des Kraftfahrzeugs 10 dar, die üblicherweise durch Steuereinrichtungen bzw. Steuergeräte des Kraft- fahrzeugs 10 angesteuert und/oder geregelt werden. The figure shows a schematic representation of a motor vehicle 10. Such a motor vehicle 10 usually includes a plurality of operating components 12. For simplicity, only three operating components 12 are shown by way of example in the figure. The operating component 12 may be, for example, a drive motor, a navigation system, an audio system, an electrically adjustable seat or the like. In the present case, the operating components 12 represent the components of the motor vehicle 10, which are usually controlled and / or regulated by control devices or control devices of the motor vehicle 10.
Vorliegend sind die bekannten Steuergeräte des Kraftfahrzeugs durch entsprechende Steuereinrichtungen ersetzt, die durch Prozessorkerne 14 eines Mehrkernprozessors 16 gebildet werden. Ein solcher Mehrkernprozessor 16 kann von zwei bis zu mehreren Hundert Prozessorkernen 14 umfassen. In der Figur ist beispielhaft ein Mehrkernprozessor 16 mit drei Prozessorkernen 14 dargestellt. Hierbei ist jeweils ein Prozessorkern 14 einer Betriebskomponente 12 zugeordnet. Ebenso können auch mehrere Prozessorkerne 14 dazu genutzt werden, um nur eine Betriebskomponente 12 anzusteuern. Die Brozessorkeme^14-des-MehFkemp zessors^^ In the present case, the known control devices of the motor vehicle are replaced by corresponding control devices, which are formed by processor cores 14 of a multi-core processor 16. Such a multi-core processor 16 may include from two to several hundred processor cores 14. In the figure, a multi-core processor 16 with three processor cores 14 is shown by way of example. In this case, a respective processor core 14 is assigned to an operating component 12. Likewise, multiple processor cores 14 can be used to control only one operating component 12. The Brozessorkeme ^ 14-of-MehFkemp zessors ^^
zeugdatenbus 18 mit den Betriebskomponenten 12 verbunden. Der Kraftfahrzeugdatenbus 18 kann insbesondere ein CAN-Bus des Kraftfahrzeugs 10 sein. Die Prozessorkerne 14 sind beispielsweise durch den Betrieb eines entsprechenden Softwareprogramms dazu ausgebildet, dass entsprechende Eingangsgrößen empfangen werden können. Diese Eingangsgrößen werden durch hier nicht dargestellte Sensoren des Kraftfahrzeugs 10 oder durch eine Bedieneingabe der Fahrzeuginsassen bereitgestellt und über den Kraftfahrzeugdatenbus 18 an die jeweiligen Prozessorkerne 14 übertragen. Auf den jeweiligen Prozessorkernen 14 wird ein entsprechendes Steuerprogramm betrieben, durch welches anhand der erfassten Eingangsgröße eine Ausgangsgröße berechnet werden kann. Anhand der Ausgangsgröße kann bei- spielsweise ein Steuersignal erzeugt werden, mit dem die jeweiligen Betriebskomponenten 12 angesteuert werden. Auch die von den Prozessorkernen 14 erzeugten Steuersignale werden über den Kraftfahrzeugdatenbus 18 an die jeweiligen Betriebskomponenten 12 übertragen. Bevorzugt sind die Prozessorkerne 14 des Mehrkernprozessors 16 mit einem Prozessordatenbus 20 verbunden. Somit können die Prozessorkerne 14 Datenwerte aus dem Prozessordatenbus 20 auslesen. Ebenso können Datenwerte zwischen den einzelnen Prozessorkernen 14 übertragen bzw. ausgetauscht werden. Die einzelnen Prozessorkerne 14 können beispielsweise ringförmig, sternförmig oder linienförmig durch den Prozessordatenbus 20 miteinander verbunden sein. Insbesondere ist der Prozessordatenbus 20 bzw. die dazugehörige Prozessordatenleitung so ausgebildet, dass eine echtzeitfähige Kommunikation zwischen den einzelnen Prozessorkernen 14 ermöglicht wird. Die Prozessordatenleitung kann beispielsweise nach dem Ethernet-Standard ausgebildet sein. Die einzelnen Prozessorkerne 14 des Mehrkernprozessors 16 und der Prozessordatenbus 20 sind bevorzugt auf einem gemeinsamen Trägermaterial 22 bzw. auf einem gemeinsamen (Halb- leiter-)Chip angeordnet. Der Mehrkernprozessor 16 umfasst eine Steuereinheit 24 mit der ein entsprechendes Steuersignal erzeugbar ist, das bewirkt, dass die zum Ansteuern der jeweiligen Betriebskomponenten 12 ein Steuerprogramm zu Ablauf gebracht wird. Ebenso ist die Steuereinheit 24 dazu ausgelegt, ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem ein Aktivieren bzw. Einschalten und/oder ein Deakti.vieren_bzw.-Ausschalten-deHewei|igen-Prozes^ -14 bewirkt: werden kann. Mit einem entsprechenden Steuersignal der Steuereinheit 24 kann zudem bewirkt werden, dass der jeweilige Prozessorkern 14 von einem Betriebsmodus in einen Ruhemodus bzw. Stand-by-Modus geschaltet wird. Auf diese Weise kann effektiv Energie eingespart werden. Die Steuereinheit 24 kann wie in der Figur dargestellt, als eine zentrale Steuereinheit 24 ausgebildet sein. Hierbei kann einer der Prozessorkerne 14 des Mehrkernprozessors 16 beispielsweise durch ein entsprechendes Soft- wareprogramm dazu ausgebildet sein, dass er die Funktion einer zentralen Steuereinrichtung 24 übernimmt. Alternativ können mehrere Steuereinrichtungen 24 dezentral angeordnet sein. Zu diesem Zweck können mehrere oder alle Prozessorkerne 14 eine Steuereinrichtung 24 aufweisen. Bevorzugt sind auf dem Trägermaterial 22 bzw. Chip ein oder mehrere nicht gezeigte Speicherelemente angeordnet. Auf diesen Speicherelementen können Datenwerte hinterlegt sein, auf die die jeweiligen Prozessorkerne 14 bzw. Steuereinrichtungen zum Ansteuern der jeweiligen Betriebskomponenten 12 zugreifen können. Zudem können Datenwerte von den Prozessorker- nen 14 auf den Speicherelementen abgelegt werden. data bus 18 connected to the operating components 12. The motor vehicle data bus 18 may in particular be a CAN bus of the motor vehicle 10. The processor cores 14 are designed, for example, by the operation of a corresponding software program so that corresponding input variables can be received. These input variables are provided by sensors, not illustrated here, of the motor vehicle 10 or by an operator input of the vehicle occupants and transmitted via the motor vehicle data bus 18 to the respective processor cores 14. A corresponding control program is operated on the respective processor cores 14, by means of which an output variable can be calculated on the basis of the acquired input variable. On the basis of the output variable, for example, a control signal can be generated with which the respective operating components 12 are controlled. The control signals generated by the processor cores 14 are also transmitted via the motor vehicle data bus 18 to the respective operating components 12. Preferably, the processor cores 14 of the multi-core processor 16 are connected to a processor data bus 20. Thus, the processor cores 14 may read data values from the processor data bus 20. Likewise, data values between the individual processor cores 14 can be transmitted or exchanged. The individual processor cores 14 may, for example, be connected to each other annular, star-shaped or line-shaped by the processor data bus 20. In particular, the processor data bus 20 or the associated processor data line is designed such that real-time-capable communication between the individual processor cores 14 is made possible. The processor data line can be designed, for example, according to the Ethernet standard. The individual processor cores 14 of the multi-core processor 16 and the processor data bus 20 are preferably arranged on a common carrier material 22 or on a common (semiconductor) chip. The multi-core processor 16 comprises a control unit 24 with which a corresponding control signal can be generated, which causes the control for the respective operating components 12 a control program is brought to expiration. Likewise, the control unit 24 is configured to generate a control signal which can be used to enable / disable and / or disable / disable the off-state process. With a corresponding control signal of the control unit 24 can also be caused that the respective processor core 14 is switched from an operating mode to a standby mode or standby mode. In this way energy can be effectively saved. The control unit 24 may be formed as a central control unit 24 as shown in the figure. In this case, one of the processor cores 14 of the multi-core processor 16 can be designed, for example, by a corresponding software program to assume the function of a central control device 24. Alternatively, a plurality of control devices 24 may be arranged decentrally. For this purpose, several or all processor cores 14 may have a control device 24. Preferably, one or more memory elements, not shown, are arranged on the carrier material 22 or chip. On these memory elements, data values can be stored, which can be accessed by the respective processor cores 14 or control devices for controlling the respective operating components 12. In addition, data values can be stored by the processor cores 14 on the memory elements.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: CLAIMS:
1. Kraftfahrzeug (10) mit einer Vielzahl von Betriebskomponenten (12) und mit einer Vielzahl von Steuereinrichtungen jeweils zum Ansteuern zu- mindest einer der Betriebskomponenten (12), 1. motor vehicle (10) with a plurality of operating components (12) and with a multiplicity of control devices each for controlling at least one of the operating components (12),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Steuereinrichtungen jeweils durch einen Prozessorkern (14) zumindest eines Mehrkernprozessors (16) gebildet sind.  the control devices are each formed by a processor core (14) of at least one multi-core processor (16).
2. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1 , 2. motor vehicle (10) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Prozessorkerne (14) des Mehrkernprozessors (16) einem gemeinsamen Prozessordatenbus (20) zugeordnet sind, um aus dem Prozessordatenbus (20) Datenwerte auslesen zu können.  the processor cores (14) of the multi-core processor (16) are assigned to a common processor data bus (20) in order to be able to read out data values from the processor data bus (20).
3. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 2, 3. motor vehicle (10) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Prozessorkerne (14) des Mehrkernprozessors (16) und der Prozessordatenbus (20) mit der dazugehörigen Prozessordatenleitung auf ei- nem gemeinsamen Trägermaterial (22), insbesondere einem Halbleitermaterial, angeordnet sind.  the processor cores (14) of the multi-core processor (16) and the processor data bus (20) with the associated processor data line are arranged on a common carrier material (22), in particular a semiconductor material.
4. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Mehrkernprozessor (16) eine Steuereinheit (24) umfasst, mit der ein Steuersignal erzeugbar ist, das bewirkt, dass zum Ansteuern der jeweiligen Betriebskomponenten (12) ein Steuerprogramm auf den jeweiligen Prozessorkernen (14) zum Ablauf gebracht wird.  the multi-core processor (16) comprises a control unit (24) with which a control signal can be generated, which causes a control program to run on the respective processor cores (14) to drive the respective operating components (12).
5. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 4, 5. motor vehicle (10) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Steuereinheit (24) dazu ausgelegt ist, ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem ein Einschalten und/oder ein Ausschalten der jeweiligen Prozessorkerne (14) bewirkbar ist.  the control unit (24) is designed to generate a control signal with which switching on and / or off of the respective processor cores (14) can be effected.
6. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 4 oder 5, 6. motor vehicle (10) according to claim 4 or 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) dazu ausgelegt ist, ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem die jeweiligen Prozessorkerne (14) von einem Betriebsmodus in einen Ruhemodus schaltbar sind. characterized in that the control unit (24) is designed to generate a control signal with which the respective processor cores (14) can be switched from an operating mode to a sleep mode.
7. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die jeweiligen Prozessorkerne (14) mit einem Kraftfahrzeugdatenbus (18) verbunden sind.  the respective processor cores (14) are connected to a motor vehicle data bus (18).
8. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), bei welchem durch eine Vielzahl von Steuereinrichtungen jeweils zumindest eine Betriebskomponente (12) aus einer Vielzahl von Betriebskomponenten (12) des Kraftfahrzeugs (10) angesteuert wird, 8. A method for operating a motor vehicle (10), in which by a plurality of control devices in each case at least one operating component (12) is controlled from a plurality of operating components (12) of the motor vehicle (10),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Steuereinrichtungen jeweils durch einen Prozessorkern (14) eines Mehrkernprozessors (16) gebildet werden.  the control devices are each formed by a processor core (14) of a multi-core processor (16).
9. Verfahren nach Anspruch 8, 9. The method according to claim 8,
gekennzeichnet durch  marked by
Erfassen einer Betriebsgröße zumindest einer der Betriebskomponenten (12) und Ansteuern der zumindest einen Betriebskomponente (12) in Abhängigkeit von der erfassten Betriebsgröße.  Detecting an operating variable of at least one of the operating components (12) and controlling the at least one operating component (12) as a function of the detected operating variable.
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