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Title:
ADAPTING DEVICE FOR ADAPTING A DESERIALIZER OF A CONTROL UNIT FOR AUTOMATED DRIVING FUNCTIONS TO A PLURALITY OF SERIALIZER PROTOCOLS, AND PRINTED CIRCUIT BOARD AND DRIVER ASSISTANCE SYSTEM COMPRISING THE ADAPTING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/030422
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an adapting device (10) for adapting a deserializer (21) of a control unit (20) for automated driving functions to a plurality of serializer protocols. The invention further relates to a printed circuit board (27) of a control unit (20) for automated driving functions and to a driver assistance system (30) for controlling automated driving functions.

Inventors:
KECKEISEN MICHAEL (DE)
RAKOCZI VIKTOR (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/069758
Publication Date:
February 13, 2020
Filing Date:
July 23, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
G06F13/38; G06F13/42
Foreign References:
EP0352028A21990-01-24
US6721313B12004-04-13
DE102010036837A12011-03-17
US20150002659A12015-01-01
CN108040214A2018-05-15
US7010612B12006-03-07
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Claims:
Patentansprüche

1. Adaptiervorrichtung (10) zur Adaption eines Deserializers (21) eines Steuergeräts (20) für automatisierte Fahrfunktionen an mehrere Serializerprotokolle umfassend

• eine erste Schnittstelle (11 ) für einen Signalaustausch zwischen wenigstens einem Umfelderfassungssensor (31) und der Adaptiervorrichtung (10), wobei der Signalaustausch wenigstens in einem ersten Vorwärtskanal und einem ersten Rückwärtskanal erfolgt, wobei die Adaptiervorrichtung (10) ausgeführt ist ,

o in dem ersten Vorwärtskanal erste Signale (S1) von einem Serializer (22) zu der Adaptiervorrichtung (10) zu übertragen zur Weiterleitung an den Deserializer (21 ), wobei die ersten Signale (S1) von dem Serializer (22) nach einem Serializerprotokoll serialisierte Daten des Umfelderfas- sungssensors (31 ) umfassen, und

o in dem ersten Rückwärtskanal zweite Signale (S2) von der Adaptiervor- richtung (10) zu dem Serializer (22) zu übertragen, wobei die zweiten Signale (S2) Signale einer Recheneinheit (23) des Steuergeräts (20) zum Steuern des Umfelderfassungssensors (31 ) umfassen, und

• eine zweite Schnittstelle (12) für einen Signalaustausch zwischen der Adap- tiervorrichtung (10) und der Recheneinheit (23) des Steuergeräts (20), wobei der Signalaustausch wenigstens in einem zweiten Vorwärtskanal und einem zweiten Rückwärtskanal erfolgt, wobei die Adaptiervorrichtung (10) ausgeführt ist ,

o in dem zweiten Vorwärtskanal dritte Signale (S3) von der Adaptiervor- richtung (10) zu der Recheneinheit (23) des Steuergeräts (20) zu über- tragen, wobei die dritten Signale (S3) die von dem Deserializer (21 ) verarbeiteten ersten Signale (S1 ) des ersten Vorwärtskanals umfassen und

o in dem zweiten Rückwärtskanal vierte Signale (S4) von der Rechenein- heit (23) des Steuergeräts (20) zu der Adaptiervorrichtung (10) zur Wei- terleitung an den Deserializer (21) zu übertragen, wobei die zweiten Signale (S2) des ersten Rückwärtskanals die von dem Deserializer (21 ) verarbeiteten vierten Signale (S4) umfassen, • wobei mittels der Adaptiervorrichtung (10) die Adaption außerhalb des Deseri- alizers (21 ) erfolgt und die Adaptiervorrichtung (10) ausgeführt ist, in Abhän- gigkeit des Serializerprotokolls

o die ersten (S1 ) und die vierten Signale (S4) zu entsprechenden Signal- eingängen (24) des Deserializers (21 )zu leiten und

o die zweiten (S2) und die dritten Signale (S3) aus entsprechenden Sig- nalausgängen (25) des Deserializers (21 ) zu erhalten.

2. Adaptiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 , ausgeführt als eine Serializerprotokoll spezifische erste Leiterplatte (13), wobei die erste Leiterplatte (13) ausgeführt ist, o das Steuergerät (20), ausgeführt als eine zweite Leiterplatte (26) umfassend die Recheneinheit (23), mit dem Deserializer (21 ) zu verbinden, wobei bei Verwendung der Adaptiereinrichtung (10) mit dem Steuergerät (20) die erste Leiterplatte (13) mit der zweiten Leiterplatte (26) verbunden ist,

o wobei Leiterbahnen (14) und/oder Bestückungselemente der ersten Leiterplat- te (13) in Abhängigkeit des Serializerprotokolls ausgeführt sind.

3. Adaptiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend wenigstens einen Logikblock (15), wobei die Adaption des Deserializers (21 ) an die Serializerprotokolle innerhalb des Logikblocks (15) erfolgt.

4. Adaptiervorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei der Logikblock (15) eine pro- grammierbare logische Schaltung in Form eines complex programmable logic device (CPLD) umfasst.

5. Adaptiervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ausgeführt, den Deserializer (21) an einen FPD-Link Serializer (FPD) und/oder einen Gigabit- Multimedia-Serial-Link Serializer (GMSL) zu adaptieren.

6. Adaptiervorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei we- nigstens die erste Schnittstelle (11) eine low-voltage-differential-signaling Schnittstel- le (LVDS) ist.

7. Leiterplatte (27) eines Steuergeräts (20) für automatisierte Fahrfunktionen umfas- send

• eine Filtereinheit (28), um bei einem Signalaustausch zwischen der Leiterplat- te (27) und wenigstens einem mit der Leiterplatte (27) in Wirkverbindung ste- henden Umfelderfassungssensor (31 ) auftretende Störungen wenigstens ab- zuschwächen,

• eine Recheneinheit (23), um Signale des Umfelderfassungssensors (31 ) zu verarbeiten

• einen Deserializer (21), um Signale für die Recheneinheit (23) und den Umfel- derfassungssensor (31 ) aufzubereiten,

• eine Spannungsversorgungseinheit (29), um wenigstens die Filtereinheit (28) und/oder die Recheneinheit (23) zu versorgen,

• wenigstens eine Adaptiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Adaptiervorrichtung (10) zwischen der Leiterplatte (27) und dem Deseriali- zer (21 ) angeordnet ist zur Adaption des Deserializers (21 ) an mehrere Serializerpro- tokolle.

8. Leiterplatte (27) nach Anspruch 7, umfassend mehrere Adaptiervorrichtungen (10), wobei für jeden mit der Leiterplatte (27) in Wirkverbindung stehenden Umfelderfas- sungssensor (31) eine Adaptiervorrichtung (10) vorgesehen ist.

9. Fahrerassistenzsystem (30) zur Steuerung von automatisierten Fahrfunktionen umfassend

• wenigstens einen Umfelderfassungssensor (31), um das Umfeld eines Fahr- zeuges (1 ) zu erfassen,

• ein Steuergerät (20), um in Abhängigkeit von Daten des Umfelderfassungs- sensors (31 ) Fahrzeugsteuerungsbefehle für die automatisierte Steuerung des Fahrzeuges (1 ) zu bestimmen und diese Fahrzeugsteuerungsbefehle Fahr- zeugsteuerungsaktuatoren (2) bereitzustellen,

wobei das Steuergerät (20) eine Leiterplatte (27) nach Anspruch 7 oder 8 umfasst.

Description:
Adaptiervorrichtunq zur Adaption eines Deserializers eines Steuergeräts für automa- tisierte Fahrfunktionen an mehrere Serializerprotokolle und Leiterplatte und Fahrer- assistenzsvstem umfassend die Adaptiervorrichtunq

Die Erfindung bezieht sich auf eine Adaptiervorrichtung nach Anspruch 1 zur Adapti- on eines Deserializers eines Steuergeräts für automatisierte Fahrfunktionen an meh- rere Serializerprotokolle. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Leiterplatte eines Steuergeräts für automatisierte Fahrfunktionen nach Anspruch 7. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrerassistenzsystem zur Steuerung von automatisierten Fahrfunktionen nach Anspruch 9.

Hersteller von Umfelderfassungssensoren für Fahrerassistenzsysteme verwenden in der Regel unterschiedliche Protokolle zur Serialisierung von Rohdaten der Umfelder- fassungssensoren. Bekannt sind zum Beispiel FPD-Link Serializer, definiert von Texas Instrument Inc., und Gigabit-Mulitmedia-Serial-Link, abgekürzt GMSL Seriali zer, definiert von Maxim Integrated. Aufgrund der unterschiedlichen Serializerproto- kolle ist es erforderlich, verschiedene Varianten eines Steuergeräts zu produzieren, da abhängig vom eingesetzten Serializerprotokoll verschiedene Deserializer zur Sig- nalaufbereitung erforderlich sind. Insbesondere sind verschiedene Varianten einer Hauptleiterplatte zu produzieren, die sich untereinander integrierten Schaltkreisen zur Signalaufbereitung unterscheiden.

Die US 7,010,612 B2 offenbart einen universalen Serializer/Deserializer. Dieser uni- versale Serializer/Deserializer ermöglicht eine Kompatibilität eines Mikrokontrollers an verschiedene Serializerprotokolle. Hierfür sind allerdings mehrere komplexe Schaltkreise innerhalb des Deserializers erforderlich.

Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, die Adaption von Steuergeräten an verschiedene Serializerprotokolle zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Adaptiervorrichtung zur Adaption eines Deseriali- zers eines Steuergeräts für automatisierte Fahrfunktionen an mehrere Serializerpro- tokolle mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Leiterplatte eines Steuergeräts für automatisierte Fahrfunktionen mit den Merk- malen des Anspruchs 7. Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch ein Fahrerassis- tenzsystem zur Steuerung von automatisierten Fahrfunktionen mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

Die erfindungsgemäße Adaptiervorrichtung ist zur Adaption eines Deserializers eines Steuergeräts für automatisierte Fahrfunktionen an mehrere Serializerprotokolle vor- gesehen. Die Adaptiereinrichtung umfasst eine erste Schnittstelle. Mittels der ersten Schnittstelle wird ein Signalaustausch zwischen wenigstens einem Umfelderfas- sungssensor und der Adaptiervorrichtung ermöglicht. Der Signalaustausch erfolgt wenigstens in einem ersten Vorwärtskanal und einem ersten Rückwärtskanal. Die Adaptiervorrichtung ist ausgeführt, in dem ersten Vorwärtskanal erste Signale von einem Serializer zu der Adaptiervorrichtung zu übertragen zur Weiterleitung an den Deserializer. Die ersten Signale umfassen von dem Serializer nach einem Serializer- protokoll serialisierte Daten des Umfelderfassungssensors. Ferner ist die erste Schnittstelle ausgeführt, in dem ersten Rückwärtskanal zweite Signale von der Adap- tiervorrichtung zu dem Serializer zu übertragen. Die zweiten Signale umfassen Sig nale einer Recheneinheit des Steuergeräts zum Steuern des Umfelderfassungs- sensors. Außerdem umfasst die Adaptiereinrichtung eine zweite Schnittstelle. Mittels der zweiten Schnittstelle wird ein Signalaustausch zwischen der Adaptiervorrichtung und der Recheneinheit des Steuergeräts ermöglicht. Der Signalaustausch erfolgt we- nigstens in einem zweiten Vorwärtskanal und einem zweiten Rückwärtskanal. Die Adaptiervorrichtung ist ausgeführt, in dem zweiten Vorwärtskanal dritte Signale von der Adaptiervorrichtung zu der Recheneinheit des Steuergeräts zu übertragen. Die dritten Signale umfassen die von dem Deserializer verarbeiteten ersten Signale des ersten Vorwärtskanals. Ferner ist die zweite Schnittstelle ausgeführt, in dem zweiten Rückwärtskanal vierte Signale von der Recheneinheit des Steuergeräts zu der Adap- tiervorrichtung zur Weiterleitung an den Deserializer zu übertragen. Die zweiten Sig- nale des ersten Rückwärtskanals umfassen die von dem Deserializer verarbeiteten vierten Signale. Mittels der Adaptiervorrichtung erfolgt die Adaption außerhalb des Deserializers. Die Adaptiervorrichtung ist ausgeführt, in Abhängigkeit des Serializer- protokolls die ersten und die vierten Signale zu entsprechenden Signaleingängen des Deserializers zu leiten. Ferner ist die Adaptiereinrichtung ausgeführt, in Abhän- gigkeit des Serializerprotokolls die zweiten und die dritten Signale aus entsprechen- den Signalausgängen des Deserializers zu erhalten.

Serialisation bezeichnet den Vorgang des Übersetzens von Datenstrukturen und/oder Objekten in ein abspeicherbares Format, zum Beispiel in eine Datei. Seria- lisation bezeichnet auch den Vorgang des Übersetzens von Datenstrukturen und/oder Objekten in ein übermittelbares, zum Beispiel in einem Netzwerk, Format. Dabei werden Datenstrukturen und/oder Objekte in der Regel mittels Serien von Bits übersetzt und/oder übermittelt. Ein Bit ist der Informationsgehalt, der in einer Aus- wahl aus zwei gleich wahrscheinlichen Möglichkeiten enthalten ist. Die Zustände ei- nes Bits werden symbolisch als 0 oder 1 notiert. Die Zustände können einfach als ein Spannungssignal übertragen werden. Der Zustand 0 ist beispielsweise niedriger Spannungspegel. Der Zustand 1 ist beispielsweise hoher Spannungspegel. Das Übersetzen und/oder Übertragen in Bits erfolgt nach einem bestimmten Format oder Protokoll, das Serializerprotokoll genannt wird. Wenn die resultierende Serie von Bits, die vom Serializerprotokoll abhängig ist, mit Hilfe des Serializerprotokolls wie- dergelesen wird, werden semantisch identische Klone der ursprünglichen Daten- struktur und/oder des ursprünglichen Objekts erhalten. Der Vorgang des Extrahie- rens einer Datenstruktur und/oder eines Objekts aus einer Serie von Bits wird Dese- rialisation genannt. Mittels Serialisation und Deserialisation können große Daten- mengen in kurzen Zeiten übertragen werden, beispielswiese Mbit/s bis Gbit/s.

Ein Serializer ist ein Bauteil, insbesondere ein elektronisches Bauteil, das Daten- strukturen und/oder Objekte in Serien von Bits übersetzt oder übermittelt. Der Seriali zer umfasst insbesondere elektronische Schaltungen. Ein Deserializer ist ein Bauteil, insbesondere ein elektronisches Bauteil, das Datenstrukturen und/oder Objekte aus Serien von Bits extrahiert. Der Deserializer umfasst insbesondere integrierte elektro- nische Schaltungen, im Englischen integrated circuits, abgebkürzt IC, genannt. Seria- lizer und Deserializer sind insbesondere als Chipsets ausgeführt. Serializer und De- serializer umfassen jeweils Anschlüsse oder Pins für Signaleingänge und Signalaus- gänge und Pins für weitere Funktionen. Zum Beispiel umfassen Deserializer einen Pin, um serialisierte Daten zu empfangen, und einen Pin, um Signale zu senden. In der Regel hängen die Signaleingänge und Signalausgänge in Bezug auf Anzahl und jeweilige Funktion vom Serializerprotokoll ab.

Ein Steuergerät für automatisierte Fahrfunktionen ist ein Bauteil, insbesondere ein elektronisches Bauteil, im Englischen electronic control unit, abgekürzt ECU, ge- nannt, das ausgeführt ist, Längs- und/oder Quersteuerung eines Fahrzeuges mittels Fahrzeugsteuerungsaktuatoren zu regeln. Automatisiert umfasst den Bereich von teilautomatisiert bis vollautomatisiert oder autonom gemäß Standard SAE J3016. Steuergeräte umfassen Eingangsschnittstellen, um Daten oder Signale zu erhalten. Ferner umfassen Steuergeräte Recheneinheiten, um die Daten oder Signale auszu- werten und Fahrzeugsteuerungsbefehle abzuleiten. Des Weiteren umfassen Steuer- geräte Ausgangsschnittstellen, um die Fahrzeugsteuerungsaktuatoren mit den Fahr- zeugsteuerungsbefehlen anzusteuern. Fahrzeugsteuerungsaktuatoren setzen Befeh- le, vorzugsweise in Form von elektrischen Signalen, in mechanische Bewegung oder andere physikalische Größen, beispielsweise Druck, um und greifen aktiv in einen Prozess ein.

Die Recheneinheit ist ausgeführt, große Datenmengen in kurzen Zeiten zu verarbei- ten. Die Recheneinheit ist vorzugsweise als ein System-on-a-Chip realisiert, das heißt alle oder zumindest ein großer Teil der Funktionen sind auf einem Chip inte- griert. Der Chip umfasst beispielsweise einen Mehrkernprozessor mit zentralen Ver- arbeitungsprozessoren, im Englischen als Central Processing Unit, abgekürzt CPU, bezeichnet. Der Chip umfasst auch Grafikprozessoren, im Englischen als Graphic Processing Unit, abgekürzt GPU, bezeichnet. Grafikprozessoren eignen sich beson- ders vorteilhaft für paralleles Prozessieren, im Englischen parallel computing ge- nannt, von Abläufen. Ein Prozessor ist eine elektronische Schaltung, die gemäß übergebenen Befehlen andere elektronische Schaltungen steuert und dabei vor- zugsweise einen Prozess vorantreibt.

Eine Schnittstelle ist ein Bauteil zwischen wenigstens zwei Funktionseinheiten, an der ein Austausch von logischen Größen, zum Beispiel Daten, oder physikalischen Größen, zum Beispiel elektrischen Signalen, erfolgt, entweder nur unidirektional oder bidirektional. Der Austausch kann analog oder digital erfolgen. Der Austausch kann ferner drahtgebunden oder drahtlos erfolgen.

Ein Umfelderfassungssensor bezeichnet einen Sensor, der an einem Fahrzeug anordenbar ist zur Erfassung des Umfeldes des Fahrzeuges. Umfelderfassungs- sensoren sind die Sehen-Komponente, Steuergeräte die Denken-Komponente und Fahrzeugsteuerungsaktuatoren die Handeln-Komponente eines Fahrzeugsteue- rungssystems. Die Umdfelderfassungssensoren sind für einen Gebrauch im Automo- tive Bereich ausgeführt, das heißt sie sind insbesondere in einem großen Tempera- turbereich, beispielsweise von -50°C bis +50°C, funktionsfähig, stoßsicher und/oder verbrauchen relativ wenig Energie. Umfelderfassungssensoren umfassen insbeson- dere Radarsensoren, Lidarsensoren, Kamerasensoren und/oder Schallsensoren o- der eine Fusion der voran genannten Sensoren.

In dem ersten und dem zweiten Vorwärtskanal werden Daten oder Signale von dem Umfelderfassungssensor, das heißt Sensorrohdaten, über den Serializer, der die Rohdaten serialisiert, die Adaptiervorrichtung und den Deserializer, der aus den Se- rien von Bits die Rohdaten extrahiert, zu der Recheneinheit des Steuergeräts über- tragen. Die Recheneinheit wertet diese Daten oder Signale aus und stellt unter ande- rem Signale zur Steuerung des Umfelderfassungssensors in Abhängigkeit dieser Auswertung bereit. Zum Beispiel werden Signale in Form von Steuersignalen zum Start oder Abschalten der Umfelderfassung bereitgestellt. Diese Signale werden in dem zweiten und ersten Rückwärtskanal von der Recheneinheit über den Deseriali- zer, die Adaptiervorrichtung und den Serializer zu dem Umfelderfassungssensor übertragen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung stellt der Deserializer über die Adaptiervorrichtung der Recheneinheit ein Statussignal bereit.

Erfindungswesentlich ist, dass mittels der Adaptiervorrichtung der Deserializer in Ab- hängigkeit des Serializerprotokolls adaptiert wird durch Ansteuerung von entspre- chenden Signaleingängen und/oder Signalausgängen des Deserializers. Damit kön- nen vorteilhafterweise Signale aus verschiedenen Serializerprotokollen adaptiert werden. Damit entfallen bei einem Steuergerät Schaltkreise, um Signale für ver- schiedene Serializerprotokolle aufzubereiten. Ohne eine erfindungsgemäße Adap- tiervorrichtung sind für die verschiedenen Serializerprotokolle verschiedene Varian- ten eines Steuergeräts zu produzieren. Nutzen beispielsweise einzelne Sensorher- steller verschiedene Serializerprotokolle für die Übertragung von Sensorrohdaten, entstehen verschiedene serialisierte Datenströme. Für jeden einzelnen seriellen Da- tenstrom wäre ein bestimmter Deserializer in dem Steuergerät und damit mehrere Varianten des Steuergeräts erforderlich. Da erfindungsgemäß die Adaption außer- halb des Deserializers erfolgt, kann das Steuergerät für die verschiedenen Seriali- zerprotokolle unverändert bleiben. Lediglich die Adaptiervorrichtung ist anzupassen. Damit entfallen vorteilhafterweise auftragsspezifische Fertigungen, insbesondere Kosten, aufgrund der hohen Applikationsvielfalt der Adaptiervorrichtung.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Adaptiervorrichtung als eine Serializer- protokoll spezifische erste Leiterplatte ausgeführt. Die erste Leiterplatte ist ausge- führt, das Steuergerät, ausgeführt als eine zweite Leiterplatte umfassend die Re- cheneinheit, mit dem Deserializer zu verbinden. Bei Verwendung der Adaptiereinrich- tung mit dem Steuergerät ist die erste Leiterplatte mit der zweiten Leiterplatte ver- bunden. Die Leiterbahnen und/oder Bestückungselemente der ersten Leiterplatte sind in Abhängigkeit des Serializerprotokolls ausgeführt.

Eine Leiterplatte dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung. Eine Leiterplatte kann mit elektronischen Bauteilen bestückt sein. Eine Leiterplatte umfasst Leiterbahnen. Leiterbahnen sind leitende Verbindungen auf der Leiterplatte. Die erste Leiterplatte entspricht einer Zusatzleiterplatte. Mit dieser Zusatz-Leiterplatte wird die zweite Leiterplatte des Steuergeräts, insbesondere der Deserializer, an ein bestimmtes Serializerprotokoll auf rein mechanischem und/oder elektrische Weg adaptiert. Erfindungsgemäß wird für jedes Serializerprotokoll eine korrespondierende erste Leiterplatte bereitgestellt. Diese erste Leiterplatten unterscheiden sich unterei- nander in der Anzahl und Ausführungen der Leiterbahnen in Abhängigkeit des Seria- lizerprotokolls.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Adaptiervorrichtung we- nigstens einen Logikblock. Die Adaption des Deserializers an die Serializerprotokolle erfolgt innerhalb des Logikblocks. Logikblöcke umfassen Bausteine, die elementare Logikanordnungen wie zum Bei- spiel Und-Gatter, Oder-Gatter, Nicht-Gatter, Nicht-Und-Gatter oder Nicht-Oder- Gatter, und/oder komplexere logische Schaltungen zur Verfügung stellen. Logikblö- cke können hier einzelne Gatter wie Und, Oder, etc. oder komplexe Blöcke mit eige- nen Funktionen-Schnittstellen, beispielsweise Datenkompression-Funktionen darstel- len. Beispielsweise werden mit Schaltungen aus Transistoren logische Operationen realisiert. Damit wird die Adaption innerhalb des Logikblockes durchgeführt, sodass Zusatz-Leiterplatten vorteilhafterweise nicht zwingend in Abhängigkeit des Serializer- protokolls geändert werden müssen.

Vorzugsweise umfasst der Logikblock eine programmierbare logische Schaltung in Form eines complex programmable logic device, abgekürzt CPLD.

Ein CPLD umfasst einen Eingabeblock. In den Vorwärtskanälen werden in den Ein- gabeblock die von dem Serializer serialisierten Datenströme eingegeben. Vorzugs- weise verfügt der CPLD über weiterer Schnittstellen mit weiteren Sensoren, um Sig nale von den verschiedenen Sensoren, die serialisierte Daten nach unterschiedlichen Serializerprotkollen bereitstellen können, zu verarbeiten. Ferner umfasst das CPLD eine programmierbare Und/Oder Matrix und eine programmierbare Rückkopplung, über die die Adaption erfolgt. Über einen Ausgabeblock wird das für den Deserializer adaptierte Signal bereitgestellt. Ein CPLD ist im Aufbau einfacher als ein field pro- grammable gate array, abgekürzt FPGA.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Adaptiervorrichtung ausge- führt, den Deserializer an einen FPD-Link Serializer und/oder einen Gigabit- Multimedia-Serial-Link Serializer, abgekürzt GMSL, zu adaptieren.

Ein FPD-Link Serializer nach derzeitigem Stand der Technik serialisiert beispielswei- se Farbkanäle von Video- und/oder Fotoaufnahmen. Bei einer Farbtiefe von bei- spielsweise 6 Bit, 3 Farbkanälen (RGB-Farbmodell: rot, grün, blau), 3 Bit für Syn- chronisation ergibt sich ein 21 Bit Datensignal pro Taktzyklus. FPD-Link Serializer serialisiert 7 Datenbits in einer Serie in einem Taktzyklus pro Kanal. Bei einem 21 Bit Datensignal ergeben sich also 3 Kanäle zur Übertragung des serialisierten Farbsig- nal. Bei einer Taktfrequenz von beispielsweise 50 MHz werden also 350 Mbits pro Sekunde pro Kanal serialisiert. Mit drei Kanälen werden also 1 ,05 GBit pro Sekunde übertragen. Mit einem GMSL werden nach derzeitigem Stand der Technik noch grö- ßere Datenmengen pro Sekunde übertragen. GMSL werden vorzugsweise im Auto- motive Bereich in Infotainmentsystemen und Fahrerassistenzsystemen eingesetzt. Hinsichtlich neueren Entwicklungen ist auch denkbar, dass FPD-Link Serializer schneller sind als GMSL.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens die erste Schnittstelle ausgeführt, Daten bzw. Signale mittels low-voltage-differential-signaling, abgekürzt LVDS, Technologie zu übertragen. Beim LVDS werden differenzielle Signale über- tragen. Die Übertragung ist auf eine konstante Stromstärke von 3 mA begrenzt, was einen geringen Leistungsverbrauch sicherstellt. Übertragen wird ein Signal mit einem korrespondierenden invertierten Signal. Verstärkt wird die Differenz beider Signale. Durch die Differenzverstärkung werden Störungen, die beide Signale mit gleichem Vorzeichen behaften, eliminiert. Datenströme aus Serializern, insbesondere FPD- Link und GMSL Serializern und/oder Deserializern, werden vorzugsweise mit LVDS übertragen. Damit lassen sich große Datenraten bei geringer Leistung übertragen oder übermitteln. Als Übertragungsmedium können verdrillte Kupferdrähte benutzt werden, insbesondere in Form von shielded twisted pair, abgekürzt STP, Kabeln, bei denen die paarig verdrillten Kupferdrähte abgeschirmt sind. Durch die Abschirmung werden elektromagnetische Felder, die aus der Stromführung in den Drähten eines Paares entstehen, nicht über andere Leitungspaare ausgebreitet.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte eines Steuerge- räts für automatisierte Fahrfunktionen. Die erfindungsgemäße Leiterplatte umfasst eine Filtereinheit, um bei einem Signalaustausch zwischen der Leiterplatte und we- nigstens einem mit der Leiterplatte in Wirkverbindung stehenden Umfelderfassungs- sensor auftretende Störungen, zum Beispiel Modulationen aufgrund elektromagneti- scher Wellen, wenigstens abzuschwächen. Ferner umfasst die Leiterplatte eine Re- cheneinheit, um Signale des Umfelderfassungssensors zu verarbeiten. Außerdem umfasst die Leiterplatte einen Deserializer, um Signale für die Recheneinheit und den Umfelderfassungssensor aufzubereiten. Des Weiteren umfasst die Leiterplatte eine Spannungsversorgungseinheit, um wenigstens die Filtereinheit und/oder die Recheneinheit zu versorgen. Die Leiterplatte umfasst auch wenigstens eine erfin- dungsgemäße Adaptiervorrichtung. Die Adaptiervorrichtung ist zwischen der Leiter- platte und dem Deserializer angeordnet zur Adaption des Deserializers an mehrere Serializerprotokolle. Ein Steuergerät, insbesondere eine ECU für automatisierte Fahr- funktionen oder eine ECU für Fahrerassistenzsysteme, insbesondere eine Domain- ECU für Fahrerassistenzsysteme, mit dieser Leiterplatte muss für verschiedene Seri- alizerprotokolle nicht in verschiedenen Varianten gefertigt werden. Unabhängig vom Serializerprotokoll ist eine erfindungsgemäße Leiterplatte zu fertigen. Lediglich die Adaptiervorrichtung ist in Abhängigkeit des Serializerprotokolls anzupassen für eine Adaption des Deserializers der Leiterplatte. Zum Beispiel wird bei einem FPD-Link Serializer auf die Leiterplatte des Steuergeräts eine zu dem FPD-Link Serializer kor- respondierende Adaptiervorrichtung auf die Leiterplatte des Steuergeräts aufge- steckt, ohne die Leiterplatte an sich zu verändern. Diese Adaptiervorrichtung und der Deserializer erfüllen dann zusammen die Funktion eines FPD-Link Deserializers. Entsprechendes gilt für einen GMSL Serializer.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Leiterplatte mehrere Adaptiervor- richtungen, wobei für jeden mit der Leiterplatte in Wirkverbindung stehenden Umfel- derfassungssensor eine Adaptiervorrichtung vorgesehen ist. Zum Beispiel umfasst die Leiterplatte eine Adaptiervorrichtung für FPD-Link Serializer und zusätzlich eine Adaptiervorrichtung für einen GMSL Serializer. Die Adaptiervorrichtungen adaptieren den Deserializer jeweils außerhalb des Deserializers. Damit entfällt das Wechseln einer Adaptiervorrichtung einer Leiterplatte, das bei einem Wechsel des Serializer- protokolls erforderlich wäre. Eine Leiterplatte mit mehreren Adaptiervorrichtungen entspricht einer universalen Leiterplatte, die für mehrere Serializerprotokollen kompa- tibel ist, ohne Adaptiervorrichtungen wechseln zu müssen. Die verschiedenen Adap- tiervorrichtungen werden in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit einem Relais angesteuert. Ein Relais ist ein durch elektrischen Strom betriebener, fernbetä- tigbarer Schalter mit mehreren Schaltstellungen. Das Relais ist vorzugsweise ein Halbleiterrelais. In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist das CPLD und das Relais über eine bidirektionale Steuerleitung zu der Recheneinheit konfigurierbar.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem zur Steuerung von automatisierten Fahrfunktionen. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem um- fasst wenigstens einen Umfelderfassungssensor, um das Umfeld eines Fahrzeuges zu erfassen. Ferner umfasst das Fahrerassistenzsystem ein Steuergerät, um in Ab- hängigkeit von Daten des Umfelderfassungssensors Fahrzeugsteuerungsbefehle für die automatisierte Steuerung des Fahrzeuges zu bestimmen und diese Fahrzeug- steuerungsbefehle Fahrzeugsteuerungsaktuatoren bereitzustellen. Das Steuergerät umfasst eine erfindungsgemäße Leiterplatte.

Ein Fahrerassistenzsystem übernimmt, teilautomatisiert bis vollautomatisiert oder autonom, Fahraufgaben und regelt die Fahrmodus-spezifische Ausführung von Lenk- und Beschleunigungs- /Bremsvorgängen unter Verwendung von Informationen über das Fahrzeugumfeld. Durch die erfindungsgemäße Leiterplatte sind keine Varianten des Steuergeräts für verschiedene Serializerprotokolle bei unterschiedlichen Umfel- derfassungssensoren des Fahrerassistenzsystems erforderlich. Es genügt eine An- passung der Adaptiervorrichtung.

Die Erfindung wird anhand Ausführungsbeispielen nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Adaptiervorrichtung,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Adaptiervorrich- tung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leiter- platte eines Steuergeräts,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Leiterplatte aus Fig.3 und Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. Übersichtshalber werden in den Figuren nur die jeweils relevanten Be- zugsteile hervorgehoben.

Fig. 1 zeigt eine Adaptiervorrichtung 10. Die Adaptiervorrichtung 10 ist ausgeführt als eine erste Leiterplatte 13. Die erste Leiterplatte 13 wird als eine Art Zusatz- Leiterplatte auf einen Deserializer 21 einer Leiterplatte 27 eines Steuergeräts 20 auf- gesteckt. Das Steuergerät 20 ist ein Steuergerät eines Fahrerassistenzsystems 30. Die erste Leiterplatte 13 umfasst Leiterbahnen 14. Durch Auslegung der Leiterbah- nen 14 wird ein Deserializer 21 an ein bestimmtes Serializerprotokoll adaptiert. Ab- hängig vom Serializerprotokoll werden beispielsweise die Leiterbahnen 14 der ersten Leiterplatte 13 geändert. Damit steht zu jedem Serializerprotokoll eine kompatible Adaptiervorrichtung 10 bereit.

Die Adaptiervorrichtung 10 umfasst eine erste Schnittstelle 11. Die erste Schnittstelle 11 ist als eine LVDS Schnittstelle ausgeführt. Über die erste Schnittstelle 11 emp- fängt die Adaptiervorrichtung 10 ein erstes Signal S1. Das erste Signal S1 ist ein nach einem bestimmten Serializerprotokoll serialisierter Datenstrom. In Fig. 1 ist das erste Signal S1 ein Ausgangssignal eines Serializers 22. Der Serializer 22 ist ein FPD oder ein GMSL Serializer. Der Serializer 22 serialisiert die Rohdaten eines Um- felderfassungssensors 31. Das erste Signal S1 wird über ein LVDS-Kabel übertra- gen. Der Umfelderfassungssensor 31 ist beispielsweise eine Kamera des Fahreras- sistenzsystems 30. Das erste Signal S1 ist damit ein serialisierter Datenstrom des Umfelderfassungssensors 31.

Abhängig vom Serializerprotokoll leitet die Adaptiervorrichtung 10 das erste Signal S1 zu einem entsprechenden Signaleingang 24 des Deserializers 21 und adaptiert damit den Deserializer 21. Der Deserializer 21 deserialisert das erste Signal S1 in ein drittes Signal S3. Das dritte Signal S3 entsprich den Rohdaten des Umfelderfas- sungssensors 31. Abhängig vom Serializerprotokoll erhält die Adaptiervorrichtung 10 das dritte Signal S3 aus einem Signalausgang 25 des Deserializers 21 und adaptiert damit den Deserializer 21. Das dritte Signal S3 wird über eine zweite Schnittstelle 12 der Adaptiervorrichtung 10 einer Recheneinheit 23 des Steuergeräts 20 bereitge- stellt.

Die Recheneinheit 23 verarbeitet die über das dritte Signal S3 bereitgestellten Roh- daten des Umfelderfassungssensors 31. Insbesondere leitet die Recheneinheit 23 aus den Rohdaten des Umfelderfassungssensors 31 ein semantisches Model des Fahrzeugumfeldes ab. Abhängig von diesem Fahrzeugumfeld bestimmt die Rechen- einheit 23 Fahrzeugsteuerungsbefehle zur Steuerung des Fahrzeuges.

Abhängig von den Rohdaten des Umfelderfassungssensors 31 und/oder dem Be- triebszustand des Fahrzeuges bestimmt die Recheneinheit ferner Signale zur Steue- rung des Umfelderfassungssensors 31. Diese Sensorsteuerungssignale empfängt die Adaptiervorrichtung 10 über die zweiten Schnittstelle 12 als ein viertes Signal S4. Die Adaptiervorrichtung 10 leitet das vierte Signal S4 abhängig vom Serializerproto- koll zu einem weiteren Signaleingang 24 des Deserializers 21 und adaptiert damit den Deserializer 21. Der Deserializer 21 bereitet das vierte Signal S4 für eine Über- tragung an den Serializer 22 vor. Insbesondere stellt der Deserializer 21 ein differen- zielles Signal bereit, um das vierte Signal S4 mit einem Kabel zu übertragen. Vor- zugsweise wird das vierte Signal S4 mittels LVDS-Übertragungstechnologie übertra- gen. Das von dem Deserializer 21 aus dem vierten Signal S4 bereitgestellte Signal ist ein zweites Signal S2. Abhängig vom Serializerprotokoll erhält die Adaptiervorrich- tung 10 das zweite Signal S2 aus einem weiteren Signalausgang 25 des Deseriali- zers 21 und adaptiert damit den Deserializer 21. Das zweite Signal S2 wird über die erste Schnittstelle 11 der Adaptiervorrichtung 10 dem Serializer 22 bereitgestellt.

Über den Serializer 22 wird das zweite Signal S2 dem Umfelderfassungssensor 31 bereitgestellt.

Die Adaptiervorrichtung 10 von Fig. 2 unterscheidet sich von der Adaptiervorrichtung 10 von Fig. 1 dadurch, dass die Adaptiervorrichtung 10 in Fig. 2 einen Logikblock 15 umfasst. Der Logikblock 15 ist in Fig. 2 als ein CPLD ausgeführt. Der Logikblock 15 umfasst logische Schaltkreise. Durch den Logikblock 15 erfolgt eine Adaption inner- halb der Schaltkreise und nicht durch spezielle Auslegungen der Leiterbahnen 14 der Adaptiervorrichtung 10 von Fig. 1. Damit müssen bei verschiedenen Serializerproto- kollen die ersten Leiterplatten 13 nicht zwingend geändert werden.

Zwecks einer Konfigurierbarkeit verfügen das CPLD und der Deserializer 21 über eine Steuerleitung. Diese Steuerleitung kann uni- oder bidirektional sein.

Ferner stellt der Deserializer 21 in Fig. 2 über einen weiteren Signalausgang 25 ein Statussignal SA bereit. Das Statussignal SA umfasst beispielsweise Diagnoseinfor- mationen zu dem Deserializer 21 und der Qualität der an dem Deserializer 21 an- kommenden Signale. Die Adaptiervorrichtung 10 greift das Statussignal SA aus dem Signalausgang 25 ab und stellt es über die zweite Schnittstelle 12 der Recheneinheit 23 zur Auswertung bereit. Außerdem gibt die Recheneinheit 23 ein zusätzliches Steuersignal ST aus. Das Steuersignal ST wird der Adaptiervorrichtung 10 über die zweite Schnittstelle 12 bereitgestellt. Durch die Adaptiervorrichtung 10 wird ein weite- rer Signaleingang 24 des Deserializers 21 für das Steuersignal ST adaptiert. Das Statussignal SA und das Steuersignal ST und der damit verbundene Signalausgang 25 und Signaleingang 24 des Deserializers 21 sind nicht auf das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 beschränkt. Auch bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 können das Sta- tussignal SA und das Steuersignal ST entsprechend vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt ein Steuergerät 20 für automatisierte Fahrfunktionen in Draufsicht. Fig. 4 zeigt das Steuergerät 20 in Seitenansicht. Das Steuergerät 20 umfasst eine Leiter- platte 27. Auf die Leiterplatte 27 ist die Adaptiervorrichtung 10 als eine Zusatz- Leiterplatte aufgesteckt. Die Adaptiervorrichtung 10 verbindet den Deserializer 21 mit der Leiterplatte 27. Durch die Adaptiervorrichtung 10 wird der Deserializer 21 an ver- schiedene Serializerprotokolle adaptiert. Ferner umfasst die Leiterplatte 27 die Re- cheneinheit 23.

Außerdem umfasst die Leiterplatte 27 eine Filtereinheit 28. Die Filtereinheit 28 schwächt bei der Signalübertragung auftretende elektromagnetische Störungen ab. Des Weiteren umfasst die Leiterplatte 27 eine Spannungsversorgungseinheit 29. Die Spannungsversorgungseinheit 29 versorgt die Komponenten der Leiterplatte 27 mit elektrischer Spannung im Größenbereich von einigen Volt. Fig. 5 zeigt ein Fahrerassistenzsystem 30 eines Fahrzeuges 1 . Das Fahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen ausgestattet mit einem Fahrerassistenzsys- tem 30. Das Fahrerassistenzsystem 30 umfasst den Umfelderfassungssensor 31 , das Steuergerät 20 der Fig. 3 und einen Fahrzeugsteuerungsaktuator 2. Der Fahr- zeugsteuerungsaktuator 2 ist beispielsweise ein elektromechanischer Aktuator.

Bezuaszeichen

I Fahrzeug

10 Adaptiereinrichtung

I I erste Schnittstelle

12 zweite Schnittstelle

13 erste Leiterplatte

14 Leiterbahnen

15 Logikblock

20 Steuergerät

21 Deserializer

22 Serializer

23 Recheneinheit

24 Signaleingang

25 Signalausgang

26 zweite Leiterplatte

27 Leiterplatte

28 Filtereinheit

29 Spannungsversorgungseinheit

30 Fahrerassistenzsystem

31 Umfelderfassungssensor

FPD FPD-Link

GMSLGigabit-Multimedia-Serial-Link

LVDS low-voltage-differential-signaling

CPLD complex programmable logic device

51 erstes Signal

52 zweites Signal

53 drittes Signal

54 viertes Signal

SA Statussignal

ST Steuersignal