Grafik-Controller: Einer für alles

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ajzahn
Grafik-Controller: Einer für alles

Beitrag von ajzahn » Fr 22. Okt 2010, 15:47

Trotz der hohen Integrationsstufe heutiger SoC-Bausteine, verrichten diese meist nur eine einzige Aufgabe, etwa die Ansteuerung eines ochauflösenden Displays. Die nächste Bausteingeneration kann mehr, wie am Beispiel des Sportwagens Artega GT zu sehen ist.

Trotz der hohen Integrationsstufe heutiger SoC-Bausteine, verrichten diese meist nur eine einzige Aufgabe, etwa die Ansteuerung eines hochauflösenden Displays. Die nächste Bausteingeneration kann mehr, wie am Beispiel des Sportwagens Artega GT zu sehen ist.

Seit über zwei Jahrzehnten ist ein Wandel im Automobilbereich von elektromechanischen Komponenten zu vernetzten und mikroprozessorgesteuerten Einheiten zu beobachten. Gleichzeitig wächst der Druck auf die Automobilindustrie, kürzere Zyklen zu realisieren, um den Trends der Konsumgüterindustrie gerecht zu werden, wie etwa der Integration von MP3-Player bzw. iPod. Eine Lösung besteht darin, die Anzahl der Steuergeräte im Fahrzeug zu verringern. Dadurch ließen sich bestimmte Funktionen, besonders solche, bei denen der Anwender aktiv eingreift, ausschließlich mittels Software realisieren. Auf diese Weise könnten Entwicklungszeiten und -kosten gespart werden.

Hybrid-Cluster auf dem Vormarsch

In den vergangenen Jahren wurden Kombi-Instrumente zunehmend mit Farb-Displays ausgestattet. Während diese anfangs nur als teure Option in Oberklasse-Modellen verfügbar waren, haben sie sich mittlerweile in der Mittel- und Kompaktklasse durchgesetzt. Diese Displays fallen immer größer aus und übernehmen auch mehr Funktionen. Neben der Anzeige von Radiosendern und Bordcomputer-Informationen bieten diese Displays anspruchsvolle Darstellungen. Im Sportwagen Artega GT sind dies die „virtuellen Instrumente“.

Kombi-Instrument steuert Zentral-Display

Das vom Systemanbieter mycable (www.mycable.de) vorgestellte Kombi-Instrument mit dem Grafik-Controller MB86R01 wurde für den GT in wenigen Wochen gebaut und in Betrieb genommen. Die Wiederverwendung bereits entwickelter Hard- und Software ermöglichte trotz des neuen Konzepts „Hybrid-Cluster“ eine rasche Umsetzung. Ein hybrides Kombi-Instrument besteht aus den traditionellen Anzeigekomponenten – dabei werden die Zeiger durch Schrittmotoren bewegt – und den auf einem Display dargestellten Elementen. Ein virtuelles Kombi-Instrument bietet den Vorteil, dass der Fahrer durch Betätigen eines Schalters die Konfiguration des Kombi-Instruments verändern kann. Je nach Fahrsituation können Anzeigeinstrumente wie Öldruck, Kühlwassertemperatur oder auch neuartige Darstellungen wie die Beschleunigung gewählt werden.

Das Zentral-Display des Artega GT wird über einen zweiten Display-Ausgang vom MB86R01 mitgesteuert. Da dieser zwei unabhängige Display-Controller enthält, ist der Prozessor in der Lage, zwei völlig unterschiedliche Displays anzusteuern, die sich in Auflösung, Farbtiefe und Bildwiederholfrequenz unterscheiden können. Die Daten werden dabei über eine bitserielle Schnittstelle vom Kombi-Instrument zum Zentral-Display übertragen.

Bild

Der Prozessor MB86R01 selbst ist eine Kombination aus einer ARM926-CPU (330 MHz), einem dualen Coral-PA-Grafikprozessor (2D/3D), einem DDR2-Speicherinterface (unified) sowie zahlreichen Schnittstellen wie USB 2.0, SD-Card, CAN und Media-LB (MOST). Der MB86R01 selbst deckt damit viele Funktionen ab, die in einer klassischen Architektur in separaten Einheiten aufgebaut wären. Im Artega GT betreibt der Grafikprozessor das Zentral-Display (800 × 480 Pixel, 60 Hz) in der Mittelkonsole und das Display im Kombiinstrument (640 × 480 Pixel, 60 Hz). Gleichzeitig steuert der Baustein die Schrittmotoren für die Zeiger, die PWM für die LEDs und die Hintergrundbeleuchtung, die A/D-Wandler für Taster und Sensoren sowie die Schnittstelllen für die Fahrzeugkommunikation.

Der als diskreter Grafikprozessor erhältliche MB86296 „Coral PA“ von Fujitsu Microelectronics (www.fujitsu.com) ist heute in zahlreichen OEM-Navigationssystemen als Grafik-Controller im Einsatz. Im MB86R01 konnte dieser Grafikprozessor mit Hilfe der automotive-tauglichen 90-nm-Technologie von Fujitsu durch zwei Display-Controller ergänzt werden. Dieser bietet zusätzlich zwei unabhängige Videoeingänge, etwa für Rückfahrkameras oder Nachtsicht-Assistenten. Software-Module und Betriebssystem-Treiber, die für den Coral PA entwickelt wurden, können auch für den MB86R01 genutzt werden. M. Mierse/sj
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