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DE102022200705A1 - Control unit for driver assistance systems or systems for autonomous driving - Google Patents

Control unit for driver assistance systems or systems for autonomous driving Download PDF

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Publication number
DE102022200705A1
DE102022200705A1 DE102022200705.0A DE102022200705A DE102022200705A1 DE 102022200705 A1 DE102022200705 A1 DE 102022200705A1 DE 102022200705 A DE102022200705 A DE 102022200705A DE 102022200705 A1 DE102022200705 A1 DE 102022200705A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measurement data
circuit board
interface
data interface
central unit
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.)
Pending
Application number
DE102022200705.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Gerhard Müller
Mauro Cesar Zanella
Michael KECKEISEN
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.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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 ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102022200705.0A priority Critical patent/DE102022200705A1/en
Publication of DE102022200705A1 publication Critical patent/DE102022200705A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0002Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0004In digital systems, e.g. discrete-time systems involving sampling
    • B60W2050/0005Processor details or data handling, e.g. memory registers or chip architecture

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Ein Steuergerät für ADAS oder AD-Systeme umfasst eine Zentraleinheit (10) mit Hauptprozessor (11), ein Messdaten-Interface (20) mit Logikbaustein (21) und eine Systemerweiterung (30) mit Koprozessor (31). Das Messdaten-Interface (20) sammelt Messdaten, die von Schnittstellen (12, 13, 14) empfangen werden, um von dem Hauptprozessor (11) verarbeitet zu werden. Der Koprozessor (31) soll dafür den Hauptprozessor (11) entlasten. Die gesammelten Messdaten werden deshalb von dem Messdaten-Interface (20) direkt an den Koprozessor (31) weitergeleitet, unter Umgehung des Hauptprozessors (11). Dies kann entweder über zusätzliche Schnittstellen der Zentraleinheit (10) erfolgen oder über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle (33) der Systemerweiterung (30), welche als einzige Steckverbindung ausgebildet ist. Über eine Schnittstelle (32) zwischen Zentraleinheit (10) und Systemerweiterung (30) werden die von dem Koprozessor (31) ermittelten Ergebnisse der Verarbeitung der Messdaten an den Hauptprozessor (11) gegeben. So wird es möglich, während der Entwicklung unterschiedliche Koprozessoren (31) in das Steuergerät einzubinden und zu testen, bevor in einem späteren Entwicklungsstand ein endgültiger Einbau in das Steuergerät erfolgt. Die Entwicklungs-, Test- und Evaluierungsarbeit kann sich damit auf die Systemerweiterung (30) beschränken, während die Zentraleinheit (11) unverändert bleibt.A control device for ADAS or AD systems comprises a central unit (10) with a main processor (11), a measurement data interface (20) with a logic module (21) and a system extension (30) with a co-processor (31). The measurement data interface (20) collects measurement data received from interfaces (12, 13, 14) to be processed by the main processor (11). The coprocessor (31) is intended to relieve the main processor (11) of this. The collected measurement data are therefore forwarded directly from the measurement data interface (20) to the co-processor (31), bypassing the main processor (11). This can be done either via additional interfaces of the central unit (10) or via a high-speed interface (33) of the system extension (30), which is designed as a single plug-in connection. The results of the processing of the measurement data determined by the coprocessor (31) are sent to the main processor (11) via an interface (32) between the central unit (10) and the system extension (30). This makes it possible to integrate and test different coprocessors (31) in the control unit during development before they are finally installed in the control unit at a later stage of development. The development, testing and evaluation work can thus be limited to the system extension (30), while the central unit (11) remains unchanged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für Funktionen von Fahrerassistenzsystemen (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) oder für Systeme für autonomes Fahren (Autonomous Driving, AD). Solche Steuergeräte umfassen typischerweise eine Zentraleinheit mit einem Hauptprozessor und mit Schnittstellen zum Empfangen von Messdaten von Sensoren, weiteren Systemen und/oder einer Fahrzeugsteuerung. Dabei dienen die Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und können z. B. Kameras, Radar- oder LIDAR-Systeme umfassen. Die weiteren Schnittstellen werden zum Datenaustausch mit anderen elektronischen Systemen des Fahrzeugs, wie z. B. einem GPS-Empfänger oder einem Mobilfunk-Modul verwendet. Zudem können über weitere Schnittstellen Daten von der Fahrzeugsteuerung, beispielsweise der Antriebssteuerung oder einem elektrischen Lenksystem verarbeitet werden. Die über die Schnittstellen empfangenen Daten werden im Wesentlichen von dem Hauptprozessor, auch Performance-Prozessor genannt, verarbeitet.The invention relates to a control unit for functions of driver assistance systems (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) or for systems for autonomous driving (Autonomous Driving, AD). Such control devices typically include a central unit with a main processor and with interfaces for receiving measurement data from sensors, other systems and/or a vehicle controller. The sensors are used to detect the vehicle environment and z. B. include cameras, radar or LIDAR systems. The other interfaces are used to exchange data with other electronic systems in the vehicle, e.g. B. a GPS receiver or a cellular module used. In addition, data from the vehicle controller, for example the drive controller or an electric steering system, can be processed via additional interfaces. The data received via the interfaces is essentially processed by the main processor, also known as the performance processor.

Für die Entwicklung von ADAS- und AD-Funktionen ist es erforderlich, Daten der Schnittstellen und Zwischenergebnisse aus dem Hauptprozessor zu erfassen und aufzuzeichnen, insbesondere auf Testfahren im Rahmen der Entwicklung. Deshalb ist das Steuergerät zumindest während der Entwicklungszeit um ein Messdaten-Interface ergänzt, welches die von den Schnittstellen empfangenen Messdaten sammelt, um sie an ein Messdaten-Erfassungssystem oder -Aufzeichnungssystem weiterzuleiten.For the development of ADAS and AD functions, it is necessary to collect and record data of the interfaces and intermediate results from the main processor, especially on test drives in the course of development. Therefore, at least during the development phase, the control unit is supplemented by a measurement data interface, which collects the measurement data received from the interfaces in order to forward them to a measurement data acquisition or recording system.

Für komplexe ADAS- oder AD-Funktionen reicht die Rechenleistung des Hauptprozessors oftmals nicht aus. Deshalb haben Steuergeräte für ADAS und/oder AD üblicherweise eine Systemerweiterung mit einem Koprozessor, welcher den Hauptprozessor entlastet. Die Anbindung des Koprozessors erfolgt über eine leistungsfähige Datenschnittstelle, die physisch als Steckverbindung ausgeführt ist.The computing power of the main processor is often not sufficient for complex ADAS or AD functions. For this reason, control units for ADAS and/or AD usually have a system extension with a co-processor, which relieves the main processor. The coprocessor is connected via a powerful data interface, which is physically designed as a plug-in connection.

Die Entwicklung eines Steuergeräts für ADAS und AD erfordert einen hohen Entwicklungs- und Testaufwand; entsprechend lang dauert die Entwicklungsphase. Gleichzeitig schreitet die technische Entwicklung der Prozessoren sehr schnell voran; jede neue Generation von Prozessoren ist leistungsfähiger und erlaubt insbesondere eine schnellere Verarbeitung von größeren Datenmengen. Dies gilt nicht nur für den Hauptprozessor, sondern insbesondere auch für den Koprozessor der Systemerweiterung. Die Entwicklung eines komplett neuen Steuergeräts und die Evaluierun jedes neuen Prozessors würde allerdings einen immensen Aufwand bedeuten, welcher kaum zu leisten wäre.The development of a control unit for ADAS and AD requires a high level of development and testing effort; the development phase is correspondingly long. At the same time, the technical development of processors is progressing very quickly; each new generation of processors is more powerful and, in particular, allows faster processing of larger amounts of data. This applies not only to the main processor, but also in particular to the co-processor of the system extension. However, the development of a completely new control unit and the evaluation of each new processor would mean an immense amount of effort, which would hardly be possible.

Aufgabe der Erfindung ist also die Schaffung eines weiterentwickelten leistungsfähigeren Steuergeräts für ADAS und/oder AD-Systeme mit minimalem Aufwand für Tests und Evaluierung.The object of the invention is therefore to create a further developed, more powerful control device for ADAS and/or AD systems with a minimum of effort for tests and evaluation.

Die Erfindung beruht auf der Idee, die Zentraleinheit des Steuergeräts mit dem Hauptprozessor und allen Schnittstellen über mehrere Entwicklungsschritte unverändert zu halten und nur die System-Erweiterung neu aufzubauen, um neue Koprozessoren zu testen und zu evaluieren.The invention is based on the idea of keeping the central unit of the control device with the main processor and all interfaces unchanged over several development steps and only rebuilding the system extension in order to test and evaluate new coprocessors.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem ersten Patentanspruch dadurch, dass die von den Schnittstellen der Zentraleinheit empfangenen Messdaten unter Umgehung des Hauptprozessors direkt an den Koprozessor weitergeleitet werden mittels einer Datenverbindung zwischen Messdaten-Interface und Koprozessor. Damit ist es möglich, verschiedene Systemerweiterungen und insbesondere Systemerweiterungen mit neuen leistungsfähigeren Koprozessoren in der Entwicklung zu testen, ohne dass die Messdaten der Sensoren über den Hauptprozessor laufen müssen. Die Entwicklungs-, Test- und Evaluierungsarbeit beschränkt sich damit auf die Systemerweiterung, während die Zentraleinheit unangetastet bleibt.The object is achieved according to the first patent claim in that the measurement data received from the interfaces of the central unit are forwarded directly to the coprocessor, bypassing the main processor, by means of a data connection between the measurement data interface and the coprocessor. This makes it possible to test various system extensions and in particular system extensions with new, more powerful co-processors in development without the measurement data from the sensors having to run through the main processor. The development, testing and evaluation work is thus limited to the system expansion, while the central unit remains untouched.

Die Datenverbindung zum Weiterleiten der Messdaten von dem Messdaten-Interface direkt an den Koprozessor kann über eine erste Schnittstelle zum Empfangen der Messdaten von dem Messdaten-Interface und eine zweite Schnittstelle zum Ausgeben der Messdaten an den Koprozessor realisiert werden. Bevorzugt hat jedoch die Systemerweiterung eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle zum Empfangen der Messdaten direkt von dem Messdaten-Interface und zum Weiterleiten der empfangenen Messdaten an den Koprozessor. Das Messdaten-Interface umfasst vorzugsweise einen programmierbaren Logikbaustein, der so konfiguriert werden kann, dass mit denselben Pins unterschiedliche Schnittstellenstandards unterstützt werden. Damit ist es möglich, während der Entwicklung unterschiedliche Koprozessoren in das Steuergerät einzubinden und zu testen, bevor in einem späteren Entwicklungsstand ein endgültiger Einbau in das Steuergerät erfolgt. Das Messdaten-Interface kann vorteilhaft auch in die Zentraleinheit integriert sein.The data connection for forwarding the measurement data from the measurement data interface directly to the coprocessor can be implemented via a first interface for receiving the measurement data from the measurement data interface and a second interface for outputting the measurement data to the coprocessor. However, the system extension preferably has a high-speed interface for receiving the measurement data directly from the measurement data interface and for forwarding the received measurement data to the coprocessor. The measurement data interface preferably includes a programmable logic module that can be configured in such a way that different interface standards are supported with the same pins. This makes it possible to integrate and test different coprocessors in the control unit during development before they are finally installed in the control unit at a later stage of development. The measurement data interface can advantageously also be integrated into the central unit.

Das erfindungsgemäße Steuergerät mit Zentraleinheit, Messdaten-Interface und Systemerweiterung ist vorzugsweise auf drei Leiterplatten ausgebildet. Dabei ist die Zentraleinheit auf der ersten Leiterplatte ausgebildet, das Messdaten-Interface auf der zweiten Leiterplatte ausgebildet und die Systemerweiterung auf der dritten Leiterplatte ausgebildet. Die drei Leiterplatten sind parallel angeordnet, wobei die Leiterplatte mit der Zentraleinheit in der Mitte zwischen den beiden anderen Leiterplatten angeordnet ist. Die erste Schnittstelle zum Empfangen der Messdaten von dem Messdaten-Interface ist dabei als erste Steckverbindung ausgebildet, welche die erste Leiterplatte der Zentraleinheit und die zweite Leiterplatte des Messdaten-Interface miteinander verbindet. Die zweite Schnittstelle zum Ausgeben der Messdaten an den Koprozessor ist als zweite Steckverbindung ausgebildet, welche die erste Leiterplatte der Zentraleinheit mit der dritten Leiterplatte der Systemerweiterung verbindet.The control unit according to the invention with a central unit, measurement data interface and system extension is preferably designed on three printed circuit boards. The central unit is embodied on the first circuit board, the measurement data interface is embodied on the second circuit board, and the system extension is embodied on the third circuit board. The three circuit boards are arranged in parallel, with the circuit board containing the central processing unit in the middle between the other two circuit boards is arranged. The first interface for receiving the measurement data from the measurement data interface is in the form of a first plug connection, which connects the first circuit board of the central unit and the second circuit board of the measurement data interface to one another. The second interface for outputting the measurement data to the coprocessor is in the form of a second plug-in connection, which connects the first printed circuit board of the central unit to the third printed circuit board of the system extension.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung hat die erste Leiterplatte, auf welcher die Zentraleinheit ausgebildet ist, eine Ausnehmung, und ist die Hochgeschwindigkeitsschnittstelle zum Empfangen der Messdaten von dem Messdaten-Interface und zum Weiterleiten an den Koprozessor als einzige Steckverbindung ausgebildet, welche durch die Ausnehmung in der ersten Leiterplatte der Zentraleinheit hindurchführt und die zweite Leiterplatte, auf der das Messdaten-Interface sitzt, mit der dritten Leiterplatte, auf der die Systemerweiterung ausgebildet ist, direkt verbindet.In a particularly preferred embodiment, the first circuit board on which the central unit is formed has a recess, and the high-speed interface for receiving the measurement data from the measurement data interface and for forwarding it to the coprocessor is designed as a single plug-in connection, which leads through the recess in the first circuit board of the central unit and directly connects the second circuit board, on which the measurement data interface is located, to the third circuit board on which the system extension is formed.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Preferred developments of the invention are described in the dependent claims. It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Ein Steuergerät gemäß dem Stand der Technik sowie drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme zu den beigefügten Abbildungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Steuergerät für ADAS nach dem Stand der Technik, in einem Prinzipbild;
  • 2a ein erstes erfindungsgemäßes Steuergerät für ADAS, in einem Prinzipbild;
  • 2b den körperlichen Aufbau des Steuergeräts von 2a, in einem Vertikalschnitt;
  • 3a ein zweites erfindungsgemäßes Steuergerät für ADAS, in einem Prinzipbild;
  • 3b den körperlichen Aufbau des Steuergeräts von 3a, in einem Vertikalschnitt;
  • 4 ein drittes erfindungsgemäßes Steuergerät für ADAS, in einem Prinzipbild.
A control device according to the prior art and three exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the attached figures. Show it:
  • 1 a control unit for ADAS according to the prior art, in a schematic diagram;
  • 2a a first inventive control device for ADAS, in a schematic diagram;
  • 2 B the physical structure of the control unit 2a , in a vertical section;
  • 3a a second control unit according to the invention for ADAS, in a schematic diagram;
  • 3b the physical structure of the control unit 3a , in a vertical section;
  • 4 a third control unit according to the invention for ADAS, in a schematic diagram.

Die übliche Architektur eines Steuergeräts für ADAS- oder AD-Systeme umfasst gemäß 1 eine Zentraleinheit 10 mit Hauptprozessor 11, ein Messdaten-Interface 20 mit Logikbaustein 21 und eine Systemerweiterung 30 mit Koprozessor 31.The usual architecture of a control unit for ADAS or AD systems includes according to 1 a central unit 10 with main processor 11, a measurement data interface 20 with logic module 21 and a system extension 30 with co-processor 31.

Die Zentraleinheit 10 hat eine Anzahl von Schnittstellen 12 für Sensoren 40 zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, nämlich Kameras 41, LIDAR-Systeme 42 und Radarsensoren 43. Ein weiteres System 44 kann über eine weitere Schnittstelle 13 angebunden werden. Eine Schnittstelle 14 dient ferner dem Empfang von Daten einer Fahrzeugsteuerung 45.The central unit 10 has a number of interfaces 12 for sensors 40 for detecting the vehicle environment, namely cameras 41, LIDAR systems 42 and radar sensors 43. A further system 44 can be connected via a further interface 13. An interface 14 is also used to receive data from a vehicle controller 45.

Die Verarbeitung der von den Schnittstellen 12, 13 und 14 empfangenen Daten erfolgt im Wesentlichen durch den Hauptprozessor 11. Ein Infrastrukturprozessor 17 wird für Systemsteuerungsaufgaben wie z. B. Aufstarten, Überwachung, sichere Datenkommunikation verwendet. Der Infrastrukturprozessor 17 kann auch Informationen an den Hauptprozessor 11 weiterleiten.The processing of the data received from the interfaces 12, 13 and 14 is essentially carried out by the main processor 11. An infrastructure processor 17 is used for system control tasks such as e.g. B. startup, monitoring, secure data communication used. The infrastructure processor 17 can also forward information to the main processor 11.

Das Messdaten-Interface 20 empfängt die gesammelten Messdaten von der Zentraleinheit 10 über eine Schnittstelle 22. Das Messdaten-Interface 20 dient zur Erfassung und Aufzeichnung von Daten der Schnittstellen sowie Zwischenergebnissen aus dem Hauptprozessor 11 während der Entwicklungszeit. Diese Daten werden über einen Messdaten-Ausgang 23 an ein Messdaten-Erfassungssystem 50 mit einem Datenspeicher 51 weitergeleitet. Die erfassten und aufgezeichneten Daten werden insbesondere benutzt für Online-Visualisierung im Fahrzeug zwecks Beurteilung der Funktionen und zum Feststellen von Schwachstellen und Fehlern, ferner zur Offline-Visualisierung im Labor, für die Simulation der Schnittstellen und der Funktionen zwecks Optimierung und Absicherung, zur Emulation der Schnittstellen für Hardware in The-Loop-Tests sowie zur Initialisierung von Simulation und Hardware in The-Loop-Schnittstellen-Emulations-Systemen und Steuergeräten.The measurement data interface 20 receives the collected measurement data from the central unit 10 via an interface 22. The measurement data interface 20 is used to collect and record data from the interfaces and intermediate results from the main processor 11 during the development period. These data are passed on to a measurement data acquisition system 50 with a data memory 51 via a measurement data output 23 . The collected and recorded data are used in particular for online visualization in the vehicle to assess the functions and to identify weak points and errors, as well as for offline visualization in the laboratory, for simulating the interfaces and functions for the purpose of optimization and protection, for emulating the interfaces for hardware in the loop tests and for initializing simulation and hardware in the loop interface emulation systems and control units.

Der Koprozessor 31 der Systemerweiterung 30 ist über eine Schnittstelle 32 an den Hauptprozessor 11 angebunden. Die Messdaten von den Schnittstellen 12, 13, 14 kann der Koprozessor 31 also nur mittelbar über den Hauptprozessor 11 empfangen. Dies führt zu einer unnötigen Belastung des Hauptprozessors 11. Bei der Verarbeitung der Messdaten ist deshalb die Entlastung des Hauptprozessors 11 durch den Koprozessor 31 nicht optimal.The coprocessor 31 of the system extension 30 is connected to the main processor 11 via an interface 32 . The co-processor 31 can therefore only receive the measurement data from the interfaces 12 , 13 , 14 indirectly via the main processor 11 . This leads to an unnecessary load on the main processor 11. When processing the measurement data, the relief of the main processor 11 by the co-processor 31 is therefore not optimal.

Das erste erfindungsgemäße Steuergerät gemäß 2a hat im Prinzip dieselbe Architektur wie das Steuergerät gemäß 1. Die gesammelten Messdaten werden hier jedoch von dem Messdaten-Interface 20 direkt an den Koprozessor 31 geleitet, unter Umgehung des Hauptprozessors 11. Hierzu hat die Zentraleinheit 10 eine erste Datenschnittstelle 15 zu dem Messdaten-Interface 21 und eine zweite Datenschnittstelle 16 zum Weiterleiten bzw. Ausgeben der Messdaten an den Koprozessor 31. Dadurch kann der Koprozessor 31 die Messdaten der Sensoren 12, 13 und 14 sowie gegebenenfalls auch Zwischenergebnisse des Hauptprozessors 11 und/oder des Infrastruktur-Prozessors 17 verarbeiten, ohne den Hauptprozessor 11 zu belasten. Die Ergebnisse der Datenverarbeitung im Koprozessor 31 können dann über die Schnittstelle 32 an den Hauptprozessor 11 gegeben werden.The first control device according to the invention 2a has in principle the same architecture as the control unit according to 1 . In this case, however, the collected measurement data is routed directly from the measurement data interface 20 to the coprocessor 31, bypassing the main processor 11. For this purpose, the central unit 10 has a first data interface 15 to the measurement data interface 21 and a second data interface 16 for forwarding or outputting the measurement data to the coprocessor 31. As a result, the coprocessor 31 can transmit the measurement data of the sensors 12, 13 and 14 and possibly also intermediate results of the main processor 11 and/or the infrastructure processor 17 without loading the main processor 11. The results of the data processing in the co-processor 31 can then be given to the main processor 11 via the interface 32 .

Der körperliche Aufbau des Steuergeräts gemäß 2a ist in 2b ersichtlich und umfasst eine erste Leiterplatte 18, auf der die Zentraleinheit 10 aufgebaut ist, eine zweite Leiterplatte 24, auf der das Messdaten-Interface 20 aufgebaut ist, und eine dritte Leiterplatte 24, auf der die Systemerweiterung 30 aufgebaut ist. Der Hauptprozessor 11, der Koprozessor 31 und der Logikbaustein 21 sitzen jeweils auf der Oberseite der Leiterplatte 18 bzw. 24 bzw. 34.The physical structure of the control unit according to 2a is in 2 B visible and includes a first circuit board 18 on which the central unit 10 is constructed, a second circuit board 24 on which the measurement data interface 20 is constructed, and a third circuit board 24 on which the system extension 30 is constructed. The main processor 11, the co-processor 31 and the logic module 21 are each located on the top of the circuit board 18, 24 and 34, respectively.

Alle drei Leiterplatten 18, 24 und 34 sind parallel und mit Abstand voneinander angeordnet. Dabei sitzt die Zentraleinheit 10 in der Mitte, das Messdaten-Interface ist unterhalb und die Systemerweiterung 30 über der Zentraleinheit 10 angeordnet.All three circuit boards 18, 24 and 34 are parallel and spaced apart. The central unit 10 is located in the middle, the measurement data interface is arranged below and the system extension 30 is arranged above the central unit 10 .

Die erste Datenschnittstelle 15 (vgl. 2a) zwischen Zentraleinheit 10 und Messdaten-Interface 20 ist als eine erste Steckverbindung 60 ausgebildet, welche die erste Leiterplatte 18 der Zentraleinheit 10 und die zweite Leiterplatte 24 des Messdaten-Interface 20 miteinander verbindet.The first data interface 15 (cf. 2a ) between the central unit 10 and the measurement data interface 20 is designed as a first plug-in connection 60 which connects the first circuit board 18 of the central unit 10 and the second circuit board 24 of the measurement data interface 20 to one another.

Die zweite Datenschnittstelle 16 (vgl. 2a) zwischen Zentraleinheit 10 und Systemerweiterung 30 ist als zweite Steckverbindung 70 ausgebildet, welche die erste Leiterplatte 18 der Zentraleinheit 10 mit der dritten Leiterplatte 34 der Systemerweiterung 30 verbindet. Auf diese Weise kann der Koprozessor 11 der Systemerweiterung 30 die gesammelten Messdaten von dem Messdaten-Interface 20 über die erste Steckverbindung 60 und die zweite Steckverbindung 70 direkt empfangen, ohne den Hauptprozessor 11 zu belasten.The second data interface 16 (cf. 2a ) between the central unit 10 and the system extension 30 is designed as a second plug-in connection 70 which connects the first printed circuit board 18 of the central unit 10 to the third printed circuit board 34 of the system extension 30 . In this way, the coprocessor 11 of the system extension 30 can directly receive the collected measurement data from the measurement data interface 20 via the first plug-in connection 60 and the second plug-in connection 70 without loading the main processor 11 .

Auch die zweite Version eines erfindungsgemäßen Steuergeräts gemäß 3a hat im Prinzip die gleiche Architektur wie die Steuergeräte gemäß den 1 und 2b. Anstelle der Datenschnittstelle 15, 16 in 2b führt hier allerdings die Datenverbindung zum Weiterleiten der Messdaten von dem Messdaten-Interface 20 nicht über die Zentraleinheit 10, sondern über eine einzige Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle 33 zwischen Messdaten-Interface 20 und Systemerweiterung 30.The second version of a control device according to the invention 3a has in principle the same architecture as the control units according to the 1 and 2 B . Instead of the data interface 15, 16 in 2 B However, here the data connection for forwarding the measurement data from the measurement data interface 20 does not run via the central unit 10, but via a single high-speed interface 33 between the measurement data interface 20 and the system extension 30.

Wie aus 3b ersichtlich, wird die Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle 33 körperlich realisiert durch eine einzige Steckverbindung 80, welche die Leiterplatte 24 des Messdaten-Interface mit der Leiterplatte 34 der Systemerweiterung 30 direkt verbindet. Hierzu hat die Leiterplatte 18 der Zentraleinheit 10 eine Ausnehmung 19, durch welche die Steckverbindung 80 hindurchführt. Auf diese Weise gelangen die Messdaten direkt von dem Messdaten-Interface 20 auf die Systemerweiterung 30 und müssen nicht, wie bei der Ausführung gemäß 2a und 2b, über die Leiterplatte 18 der Zentraleinheit 10 geleitet werden.How out 3b As can be seen, the high-speed interface 33 is physically realized by a single plug-in connection 80 which directly connects the printed circuit board 24 of the measurement data interface to the printed circuit board 34 of the system extension 30 . For this purpose, the printed circuit board 18 of the central unit 10 has a recess 19 through which the plug connection 80 passes. In this way, the measurement data go directly from the measurement data interface 20 to the system extension 30 and do not have to, as in the embodiment according to FIG 2a and 2 B , Are routed via the printed circuit board 18 of the central unit 10.

Bei der dritten Version eines erfindungsgemäßen Steuergeräts gemäß 4 ist das Messdaten-Interface 20 in die Zentraleinheit 10 integriert, wird also auf einer gemeinsamen Leiterplatte aufgebaut. Im Übrigen entspricht diese Architektur derjenigen der zuvor beschriebenen Steuergeräte gemäß 2a und 3a. Auch hier ist die Systemerweiterung 30 mittels einer Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle 33 mit dem Messdaten-Interface 20 verbunden, um die gesammelten Messdaten von dem Logikbaustein 21 des Messdaten-Interface 20 direkt an den Koprozessor 31 weiterzuleiten.In the third version of a control device according to the invention 4 If the measurement data interface 20 is integrated into the central unit 10, it is therefore built on a common printed circuit board. Otherwise, this architecture corresponds to that of the control units described above 2a and 3a . Here, too, the system extension 30 is connected to the measurement data interface 20 by means of a high-speed interface 33 in order to forward the collected measurement data from the logic module 21 of the measurement data interface 20 directly to the coprocessor 31 .

Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.The invention has been comprehensively described and explained with reference to the drawings and the description. The description and explanation are intended to be exemplary and not limiting. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art upon use of the present invention upon a study of the drawings, the disclosure, and the claims that follow.

In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann.In the claims, the words "comprising" and "having" do not exclude the presence of other elements or steps. The undefined article "a" or "an" does not exclude the presence of a plural. A single element or unit can perform the functions of several of the units recited in the claims. An element, unit, interface, device, and system may be partially or fully implemented in hardware and/or software. The mere naming of some measures in several different dependent patent claims should not be understood to mean that a combination of these measures cannot also be used to advantage.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Zentraleinheitcentral unit
1111
Hauptprozessormain processor
1212
Schnittstellen (Sensoren)Interfaces (sensors)
1313
Schnittstelle (System)interface (system)
1414
Schnittstelle (Fahrzeug)interface (vehicle)
1515
erste Datenschnittstellefirst data interface
1616
zweite Datenschnittstellesecond data interface
1717
Infrastruktur-Prozessorinfrastructure processor
1818
erste Leiterplatte (von 10)first circuit board (of 10)
1919
Ausnehmung (in 18) recess (in 18)
2020
Messdaten-Interfacemeasurement data interface
2121
Logikbausteinlogic module
2222
Schnittstelle (Zentraleinheit)interface (central unit)
2323
Messdaten-AusgangMeasurement data output
2424
zweite Leiterplatte (von 20) second circuit board (of 20)
3030
Systemerweiterungsystem extension
3131
Koprozessorcoprocessor
3232
Schnittstelle (Hauptprozessor)interface (main processor)
3333
Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle (Messdaten-Interface)High-speed interface (measurement data interface)
3434
dritte Leiterplatte (von 30) third circuit board (of 30)
4040
Sensorensensors
4141
Kameracamera
4242
LIDAR-SystemLIDAR system
4343
Radarsensorradar sensor
4444
Systemsystem
4545
Fahrzeugsteuerung vehicle control
5050
Messdaten-ErfassungssystemMeasurement data acquisition system
5151
Datenspeicherdata storage
6060
erste Steckverbindungfirst connector
7070
zweite Steckverbindungsecond connector
8080
einzige Steckverbindungsingle connector

Claims (7)

Steuergerät für Fahrerassistenzsysteme oder Systeme für autonomes Fahren, mit einer Zentraleinheit (10) umfassend einen Hauptprozessor (11) und Schnittstellen (12, 13, 14) zum Empfangen von Messdaten von Sensoren (40), weiteren Systemen (44) und/oder einer Fahrzeugsteuerung (45); einem Messdaten-Interface (20) zum Sammeln der Messdaten; einer Systemerweiterung (30) mit einem Koprozessor (31) zum Entlasten des Hauptprozessors (11); einer Datenverbindung zum Weiterleiten der Messdaten von dem Messdaten-Interface (20) direkt an den Koprozessor (31).Control unit for driver assistance systems or systems for autonomous driving, with a central unit (10) comprising a main processor (11) and interfaces (12, 13, 14) for receiving measurement data from sensors (40), other systems (44) and/or a vehicle controller (45); a measurement data interface (20) for collecting the measurement data; a system extension (30) with a co-processor (31) for relieving the main processor (11); a data connection for forwarding the measurement data from the measurement data interface (20) directly to the co-processor (31). Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Zentraleinheit eine erste Datenschnittstelle (15) zum Empfangen der Messdaten von dem Messdaten-Interface (20) und eine zweite Datenschnittstelle (16) zum Ausgeben der Messdaten an den Koprozessor (31) umfasst.control unit claim 1 , wherein the central unit comprises a first data interface (15) for receiving the measurement data from the measurement data interface (20) and a second data interface (16) for outputting the measurement data to the coprocessor (31). Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Systemerweiterung eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle (33) zum Empfangen der Messdaten von dem Messdaten-Interface (20) und zum direkten Weiterleiten der Messdaten an den Koprozessor (31) umfasst.control unit claim 1 , wherein the system extension comprises a high-speed interface (33) for receiving the measurement data from the measurement data interface (20) and for directly forwarding the measurement data to the coprocessor (31). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messdaten-Interface (20) einen programmierbaren Logikbaustein (21) umfasst.Control device according to one of the preceding claims, wherein the measurement data interface (20) comprises a programmable logic module (21). Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messdaten-Interface (20) in die Zentraleinheit (10) integriert ist.Control device according to one of the preceding claims, in which the measurement data interface (20) is integrated into the central unit (10). Steuergerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Zentraleinheit (10) auf einer ersten Leiterplatte (18) ausgebildet ist; das Messdaten-Interface (20) auf einer zweiten Leiterplatte (24) ausgebildet ist, welche parallel unter der ersten Leiterplatte (18) angeordnet ist; die Systemerweiterung (30) auf einer dritten Leiterplatte (34) ausgebildet ist, welche parallel über der ersten Leiterplatte (18) angeordnet ist; die erste Datenschnittstelle (15) zum Empfangen der Messdaten von dem Messdaten-Interface (20) als eine erste Steckverbindung (60) ausgebildet ist, welche die erste Leiterplatte (18) der Zentraleinheit (10) und die zweite Leiterplatte (24) des Messdaten-Interface (20) miteinander verbindet; die zweite Datenschnittstelle (16) zum Ausgeben der Messdaten an den Koprozessor (31) als zweite Steckverbindung (70) ausgebildet ist, welche die erste Leiterplatte (18) der Zentraleinheit (10) mit der dritten Leiterplatte (34) der Systemerweiterung (30) verbindet.Control unit according to one of claims 2 until 5 , wherein the central unit (10) is formed on a first printed circuit board (18); the measurement data interface (20) is formed on a second printed circuit board (24) which is arranged parallel under the first printed circuit board (18); the system extension (30) is formed on a third circuit board (34) which is arranged in parallel above the first circuit board (18); the first data interface (15) for receiving the measurement data from the measurement data interface (20) is designed as a first plug-in connection (60) which connects the first circuit board (18) of the central unit (10) and the second circuit board (24) of the measurement data interface (20) to one another; the second data interface (16) for outputting the measurement data to the coprocessor (31) is designed as a second plug-in connection (70) which connects the first printed circuit board (18) of the central unit (10) to the third printed circuit board (34) of the system extension (30). Steuergerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die erste Leiterplatte (18) der Zentraleinheit (10) eine Ausnehmung (19) hat; die Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle (33) zum Empfangen der Messdaten von dem Messdaten-Interface (20) und zum Weiterleiten der Messdaten an den Koprozessor (31) als einzige Steckverbindung (80) ausgebildet ist, welche durch die Ausnehmung (19) in der ersten Leiterplatte (18) der Zentraleinheit (10) hindurchführt und die zweite Leiterplatte (24) des Messdaten-Interface (20) mit der dritten Leiterplatte (34) der Systemerweiterung (30) direkt verbindet.Control unit according to one of claims 3 until 5 , wherein the first circuit board (18) of the central unit (10) has a recess (19); the high-speed interface (33) for receiving the measurement data from the measurement data interface (20) and for forwarding the measurement data to the coprocessor (31) is designed as a single plug-in connection (80), which leads through the recess (19) in the first circuit board (18) of the central unit (10) and directly connects the second circuit board (24) of the measurement data interface (20) to the third circuit board (34) of the system extension (30).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10344008A1 (en) 2003-09-23 2005-04-14 Robert Bosch Gmbh Control method for an operation flow in a motor vehicle, whereby an internal control unit processor can be attached via an interface to a external unit processor via an interface so that it can be used to help operation control
DE102018220788A1 (en) 2018-12-03 2020-06-04 Zf Friedrichshafen Ag Device and method for controlling a signal connection of a vehicle
DE112020006404T5 (en) 2019-12-30 2022-11-17 Nvidia Corporation PLANNING AND CONTROL OF LANE CHANGES IN AUTONOMOUS MACHINE APPLICATIONS

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