Die Revolutionierung des Auto-Cockpits

Welche Herausforderungen bringt ein digitales Cockpit mit sich? Was müssen Automotive-Prozessoren in Zukunft leisten und wie werden traditionelle Architekturen neu definiert?

Zu den aufregendsten Aspekten im Automobilgeschäft gehört das ständig wachsende Tempo, mit dem die Fähigkeiten und Features, die den Autofahrern und ihren Mitfahrern geboten werden, zahlreicher werden – ermöglicht durch den zunehmenden Einsatz von Computertechnik. Automobilentwickler haben alle ein ganz einfaches Ziel: Sie wollen Autos entwickeln, die umweltfreundlicher und sicherer sind, mehr Konnektivität bieten und mehr Spaß machen.

Abgesehen von den Megatrends auf dem Markt gibt es auch funktionale Veränderungen (Bild 1). Zunächst werden die Entwicklungszyklen immer kürzer, doch auch die Fahrzeuge selbst durchlaufen entscheidende Weiterentwicklungen mit der zügigen Einführung von Technik, die verbesserte Infotainment- und Konnektivitäts-Möglichkeiten bietet, mit automatisiertem Fahren und Sicherheits-Features sowie alternativen Energien. Features, die durch fortschrittliche Elektronik und Software ermöglicht werden, entwickeln sich zu „Must-Have“-Ausstattungen und wichtigen Alleinstellungsmerkmalen. Umfang und Komplexität der Datenverarbeitung in den Fahrzeugen haben in nur wenigen Jahren um eine ganze Größenordnung zugenommen.

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Neuere Marktstudien belegen, dass sich die Kaufanreize für Autos in den zurückliegenden wenigen Jahren entscheidend verändert haben, was das gesteigerte Interesse der Konsumenten an neuen Techniken unterstreicht. Zu diesen neuen Techniken gehört der ‚vernetzte Lebensstil‘ im Cockpit, die Möglichkeit zur Individualisierung der Armaturentafel und ein sichereres Fahrerlebnis (Bild 2). Diese in Bild 2 verdeutlichten Markttrends lassen das erhöhte Tempo der technologischen Entwicklung im Auto erkennen. Im Durchschnitt werden im Jahr 2018 Halbleiter im Wert von 362 US-Dollar verbaut (2014: 334 US-Dollar).

Was bedeutet dies für Automotive-Prozessoren?

Automotive-Prozessoren sind zu einem elementaren Wegbereiter für immer intelligentere, sicherere und besser vernetzte Autos geworden. Tatsächlich existiert ein direkter Zusammenhang zwischen der Fähigkeit eines OEM (Original Equipment Manufacturer), die von den Kunden am meisten gewünschten Features in neuen Autos zu unterstützen, und den Fähigkeiten der Automotive-Prozessoren (Bild 3).

Bei diesen Fähigkeiten der Automotive-Prozessoren handelt es sich unter anderem um:

• Integration von Automotive-Features und Softwareplattformen mit dem Ziel, den Aufwand an elektronischen Bauteilen zu optimieren.

• Bereitstellung einer heterogenen Architektur im Interesse eines Optimums an Nebenläufigkeit, Security, Stromverbrauch und Performance für neue Anwendungsfälle im Automotive-Bereich.

• Differenzierung mithilfe von Bild-, Signal- und Sichtverarbeitungs-Fähigkeiten.

Die Automobilindustrie hat große Schritte unternommen, um das reizvolle Ziel zu erreichen, vernetzte IVI-Systeme (In-Vehicle Infotainment), rekonfigurierbare digitale Cluster und eine ganze Reihe von Technologien, die sich in der Kategorie „informierende Fahrassistenzsysteme“ zusammenfassen lassen, in einem einzigen elektronischen Steuergerät (Electronic Control Unit, ECU) zusammenzufassen, um ein sichereres und einzigartiges Fahrerlebnis zu bieten. Texas Instruments (TI) hat mehr als ein Jahrzehnt in „Jacinto“ Automotive-Prozessoren sowie die vielen analogen Companion Chips investiert, die diesen Trend unterstützen (Bild 4).

So unterstützt TI die Industrie bei der Revolutionierung des Auto-Cockpits

Die für die Sicherheit und Robustheit des Autos konzipierten Automotive-Prozessoren des Typs „Jacinto 6“ von TI sind ein erster Schritt in dem Bemühen, die traditionelle Architektur von Infotainment-Prozessoren neu zu definieren. „Jacinto 6“-Bausteine integrieren mehr Features in den Prozessor, ohne Abstriche an der Leistungsfähigkeit zu machen, und ebnen so den Weg zu einer beispiellosen Nutzererfahrung an Bord des Fahrzeugs.

Der „Jacinto 6“ ergänzt die traditionellen IVI-Features durch mehr Echtzeit-Datenverarbeitungs-Fähigkeiten und sorgt damit auf folgende Weise für ein aufgewertetes Fahrerlebnis:

• Stärkung der DSP- (digital Signalverarbeitung) und Bildverarbeitungs-Einheiten.

• Einführung des InfoADAS Software Development Kit (SDK), das ein für den Automotive-Einsatz taugliches Gerüst zur Integration von ADAS-Algorithmen in das Infotainment-SDK mitbringt.

Um das Konzept des InfoADAS und des integrierten digitalen Cockpits auf die nächste Stufe zu heben, implementierte TI anlässlich der Consumer Electronics Shows (CES) der Jahre 2015, 2016 und 2017 Demonstrationen realer Systeme, die auf jeweils einem „Jacinto 6“ liefen. Wir wiesen dabei nach, dass die einzigartige heterogene Architektur des „Jacinto 6“ skalierbar ist und mehrere Cockpit-Applikationen unterstützen kann – darunter auch solche, die nach funktionaler Sicherheit verlangen, wie etwa rekonfigurierbare digitale Cluster. So wird die erforderliche Performance mit Features wie Fast Boot, High-Level Operating System (HLOS), separiertes Safety OS und Fahrzeugstack-Integration zu optimalen Systemkosten umgesetzt (siehe Bild 5).

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