Chip fährt mit

Inhaltsverzeichnis

San Jose, 23. Mai 2007 – In den Labors des japanischen Autozulieferers Denso navigieren und manövrieren Autos bereits selbständig, das berichtete Forschungsmanager Hideaki Ishihara in seinem Keynote-Vortrag der Automotive-Sektion des „Microprocessor-Forums“, das vom 21. bis 23. Mai in San Jose, Kalifornien, stattfand. Einparkautomatik und auch Autopilotfunktionen wie Spurerkennung, Kollisionsvorhersage oder Notbrems- und Lenkmanöver seien ebenfalls bereits machbar, erklärte er. Nur die Kosten seien noch ein Hinderungsgrund für die Einführung in Serienfahrzeugen.

Assistenzsysteme weisen den Weg in die Zukunft
Auf dem Weg zum teilautonomen Fahrzeug sind noch einige Hürden zu nehmen. Bereits heute nehmen jedoch Assistenzsysteme in Serienfahrzeugen einige Funktionen vorweg, die auch in teilautonom fahrenden Fahrzeugen zu finden sein werden. So kann zum Beispiel das „Advanced Pre-Crash System“ des Lexus LS 460 beim Bremsen und Ausweichen helfen. Radar- und Infrarotsensoren erkennen Hindernisse, ein Steuergerät wertet diese Informationen aus, warnt den Fahrer, oder aktiviert den Bremsassistenten und stellt das Fahrwerk auf ein Ausweichmanöver ein. Auch die Fahrspurerkennung, zum Beispiel das AFIL-System von Citroën, gibt es heute bereits serienmäßig, oder die Adaptive Cruise Control, die dem Fahrer dabei hilft, den richtigen Abstand zum Vordermann einzuhalten.

Bild 1 von 5

Chip fährt mit (5 Bilder)

Die Adaptive Cruise Control hilft hilft dem Fahrer, den Abstand zum Vordermann einzuhalten. (Quelle: DaimlerChrysler)

Hochkomplexe Elektronik
Die Grundlage für diese Systeme ist in jedem Fall ein intelligentes und komplexes Zusammenspiel verschiedener Sensoren, leistungsfähiger Steuergeräte und die Vernetzung der Hard- und Software untereinander. Im Vergleich zu den Anfangszeigen des Automobils sind heutige Fahrzeuge von hochkomplexer Elektronik geprägt, und diese Entwicklung geht auf dem Weg zum (teil-)autonomen Fahren zwangsläufig weiter.

So gab Ishihara zunächst auch einen Überblick über die Entwicklung der Automobilelektronik in den vergangenen Jahrzehnten. Während zum Beispiel ein Toyota-Pkw des Jahres 1955 frei von Prozessoren oder Sensoren war, waren in einem Modell des gleichen Herstellers 2004 bereits 100 Sensoren und 70 ECUs (Electronic Control Units = Steuergeräte) verbaut. Um weitere Fortschritte bei Sicherheit, Umweltfreundlichkeit und Komfort zu erreichen, seien weitere Fortschritte in der Elektronik und bei der Performance und Architektur der Steuergeräte notwendig.

Chip fährt mit

Unterschiedliche Anwendungen – verschiedene Steuergeräte
Bei der Fahrzeugelektronik lassen sich grob sechs Teilgebiete unterscheiden: Energiemanagement, Klimatisierung, Instrumentierung, Antrieb, Fahrzeugdynamik und -sicherheit sowie Telematik. Die jüngsten Errungenschaften seien das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP oder VSC) sowie Pre-Crash-Systeme, die Auffahrunfälle vermeiden sollen.

Kommende Entwicklungen im Automobilbereich konzentrieren sich primär auf die Interaktion der bereits vorhandenen Fahrzeugintelligenz mit Assistenz- und Car-to-X-Systemen, so Ishihara. Komponenten aus der Unterhaltungselektronik könnten dabei durchaus einfließen, sofern keine sicherheitsrelevanten Funktionen betroffen seien.

System-on-Chip für Kernfunktionen
Für die Kernfunktionen im Fahrzeug spielten jedoch maßgeschneiderte System-on-Chip-Entwicklungen (SoC) die Hauptrolle: Zuverlässigkeit und Genügsamkeit in Bezug auf Fläche und Stromverbrauch seien hier wichtiger als die Mehrfachverwendung durch Anpassung der Software. Bei X-by-Wire-Funktionen oder Regelsystemen wie ESP seien SoC-Lösungen notwendig, bei denen Fehlfunktionen durch Soft Errors ausgeschlossen sind, die beispielsweise durch elektromagnetische Strahlung auftreten können.

Zudem werde Standardisierung bei den eingesetzten Entwicklungsumgebungen immer wichtiger. Multicore-Prozessoren seien daher in den meisten SoC-Steuersystemen vorerst nicht zu erwarten, da Compiler und Echtzeit-Betriebssysteme erst angepasst werden müssen.

Mehrkern-Technologien für Bildverarbeitung
Für die Bildverarbeitung von Objekterkennungssystemen biete jedoch das Multiprocessing viele Vorteile. Denn Bildverarbeitung erfordert die Verarbeitung einer großen Datenmenge in sehr kurzer Zeit. Heterogene Mehrkern-Technologien könnten die Möglichkeiten der Parallelverarbeitung verbessern. Bis heute stehe jedoch noch nicht fest, welche Architektur für die Bildverarbeitung am besten geeignet sei. Ob bei Denso SMP-Architekturen mit Imaging-Beschleuniger oder asymmetrische SIMD-Multiprozessoren zum Einsatz kämen, sei noch nicht entschieden. Aber eine Standardarchitektur, die auch außerhalb des Automobilsektors breiten Einsatz findet, wird es wohl werden. (ggo)