專利名稱：車用計算機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車中的計算機系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當前汽車中的系統(tǒng)，例如導航系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng)，經(jīng)?；ゲ幌嚓P(guān)，或者以隨便任一種方式相互關(guān)聯(lián)。這樣可能設置單獨的處理器用于導航任務、用于提供人機接口、用于汽車和空調(diào)控制等等。當將一個復雜的系統(tǒng)劃分為具有嚴格規(guī)定的任務的不同的處理器時，必需用十分精確定義的接口進行十分精確的拆分。這樣一來，當在不同系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)指令相矛盾時會出現(xiàn)故障風險或者問題。如果反之一個處理器負責多個任務，那么這個處理器必須被設計用于同時執(zhí)行所有任務或者在處理器高負荷時承受性能擾動。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)任務或功能的特性將任務或功能分配到至少兩個計算機，其中，一個計算機執(zhí)行主要與駕駛或汽車相關(guān)的任務或功能(汽車系統(tǒng)或駕駛員信息系統(tǒng))，另一個計算機執(zhí)行主要與駕駛無關(guān)或與汽車無關(guān)的任務/功能(娛樂系統(tǒng))，這種分配的優(yōu)點是，使得分離地觀察汽車系統(tǒng)/駕駛員信息系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng)成為可能。這首先允許將娛樂系統(tǒng)設計為開放系統(tǒng)，而將汽車系統(tǒng)設計為封閉系統(tǒng)。這樣一來，盡管娛樂系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是開放的(例如因特網(wǎng)連接、軟件下載)，仍以有利的方式確保汽車系統(tǒng)的可靠性。一個開放的系統(tǒng)這里是指一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)被設置用于與外界通信，并且也允許例如改動自身軟件或由用戶所做的配置，而一個封閉的系統(tǒng)未提供這些可能性。
在這樣一種分配時特別有利的是，在整個計算機系統(tǒng)和子系統(tǒng)的不同的配置等級方面，系統(tǒng)的可升級性。這使得在不需要大量改動系統(tǒng)的情況下不同的系統(tǒng)配置等級成為可能。這樣能夠通過用更多的硬件組件(加上所需的軟件)擴展計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)一個單獨的汽車控制裝置(空調(diào)控制裝置和駕駛員報警系統(tǒng))、一個擴展的汽車控制裝置(附加導航、無線電等)和一個高端裝置(附加的娛樂、信息等)。
此外，以有利的方式實現(xiàn)創(chuàng)新周期的無關(guān)性，因為與駕駛無關(guān)的系統(tǒng)被設為開放的系統(tǒng)，并由此能夠快速跟隨創(chuàng)新周期，而經(jīng)受微弱的創(chuàng)新周期的與駕駛無關(guān)的系統(tǒng)不參與這種改變。這不僅適用于軟件，還適用于不斷加強的消費電子組件，這些組件通過該開放系統(tǒng)是可替換的。
此外，汽車中子系統(tǒng)的可用性相互無關(guān)，從而對于必須總是準確可用的與駕駛相關(guān)的信息(例如導航提示、駕駛員報警等)，確保了可用性，因為與娛樂相關(guān)的信息(例如視頻重放裝置)未增加與駕駛相關(guān)部分的負荷。
此外，特別有利的是，汽車側(cè)總線或汽車側(cè)總線系統(tǒng)總是與同樣的子系統(tǒng)相連，與設置哪些附加裝置無關(guān)，尤其是娛樂相關(guān)的附加裝置。
此外，所述的分配的解決方案有助于風險的最小化，因為與駕駛相關(guān)的系統(tǒng)是與娛樂系統(tǒng)分開的，這些娛樂系統(tǒng)可能例如由于下載新的功能而出現(xiàn)故障。這樣一來，同樣確保關(guān)于駕駛相關(guān)部分的系統(tǒng)行為的可預見性。
更多的優(yōu)點見下面實施例的說明或從屬權(quán)利要求。


下面依照一個圖示的實施形式來解釋本發(fā)明。唯一的附圖示出計算機系統(tǒng)的一個例子，其中，駕駛相關(guān)任務與駕駛無關(guān)任務互相分離。
具體實施例方式
圖中所示的計算機系統(tǒng)主要由兩個處理器組成，它們基本分為界線分明的任務區(qū)域。除了界線分明的任務，存在在此可靈活交換的單獨選出的任務，尤其是需要強大計算能力的任務。在此，根據(jù)功能的特征來確定界線，區(qū)分為駕駛相關(guān)的(駕駛相關(guān)的功能)和駕駛無關(guān)的(娛樂相關(guān)的)功能。
第一處理器10(在需要的情況下與一個圖形處理器一起)負責駕駛相關(guān)的功能或任務，諸如與CAN、MOST等汽車總線系統(tǒng)的連接、空調(diào)控制、導航、駕駛員報警系統(tǒng)、用于導航的二維地圖的分析和顯示、語音輸出、人機接口等。換句話說，這個子系統(tǒng)實現(xiàn)了一個包括針對汽車功能的操作界面在內(nèi)的駕駛員信息系統(tǒng)。在另一側(cè)有一個處理器12(與一個圖形處理器一起)，該處理器功能強大且例如應用于傳統(tǒng)的個人電腦中，該處理器負責與駕駛無關(guān)的任務，例如游戲應用、因特網(wǎng)連接、視頻應用、一般的娛樂系統(tǒng)(尤其針對乘客)，該處理器設置用于下載這些應用的新的應用程序，該處理器實現(xiàn)與諸如個人數(shù)字助理PDA、筆記本電腦等娛樂電子裝置的總線連接。這樣也由此實現(xiàn)一個娛樂和信息系統(tǒng)。
這個計算機系統(tǒng)的功能將消費電子裝置的功能(前面的娛樂功能)和駕駛相關(guān)電子裝置的功能(前面的駕駛功能、駕駛員信息功能)合并在一起，這些功能分別在系統(tǒng)中自己的計算機上實現(xiàn)。在實施過程中存在娛樂功能和駕駛功能的重疊區(qū)域。例如，一個三維圖形地圖(例如用于作為駕駛相關(guān)功能的導航地圖)能夠用于娛樂并且能夠由另一個處理器(娛樂)顯示。另一個例子是MP3功能，該功能原本與音頻應用相關(guān)聯(lián)屬于娛樂部分。然而，MP3解碼也是汽車無線電(駕駛相關(guān)部分)的標準功能，從而這個解碼功能能夠在娛樂處理器或者在駕駛相關(guān)應用程序中被接受。例如，MP3解碼對于語音輸出是重要的。因此兩個處理器通過至少一個接口相互連接，從而輸出數(shù)據(jù)和/或所選任務的結(jié)果被以轉(zhuǎn)移的方式，或短時間計算強度大的應用，諸如語音識別或高質(zhì)量語音合成程序，由駕駛相關(guān)的處理器以轉(zhuǎn)移的方式被傳輸?shù)侥芰Ω鼜姶蟮膴蕵诽幚砥?，或者反之。為此必要的功能就在兩個處理器中形成冗余，從而在故障或者娛樂系統(tǒng)不存在情況下，駕駛相關(guān)的部分能夠同樣實現(xiàn)該功能。
在此，該計算機系統(tǒng)的駕駛相關(guān)部分總是主系統(tǒng)，而娛樂處理器是從系統(tǒng)。
所述的圖示出該計算機系統(tǒng)的一個優(yōu)選的實施例。所示的計算機系統(tǒng)100示出駕駛相關(guān)的部分100a以及一個駕駛無關(guān)的部分12。在此，該駕駛相關(guān)部分100a由一個處理器10和一個圖形處理器11組成。在此，處理器10包含一個CPU、不同的存儲器Mem和一個接口，用于與如ATAPI、MOST、CAN的汽車總線系統(tǒng)相連，或者用于與汽車系統(tǒng)的傳感器或執(zhí)行器(例如GYRO)相連。除此之外，該處理器還包含一個接口，例如連接圖形處理器11的SPI，和另一個連接駕駛無關(guān)部分的接口，例如一個PCI接口。圖形處理器11由一個帶有存儲器的計算機內(nèi)核組成，而且一方面通過接口SPI與處理器10相連，通過另一個接口，例如RGB接口，與針對駕駛員的指示裝置相連，并且通過又一個接口，例如LVDS接口，與駕駛無關(guān)部分12的圖形處理器相連。
所述駕駛無關(guān)部分12包含一個具有強大計算能力的多媒體處理器13以及一個高性能圖形處理器14，其能夠處理高分辨率圖形，還能處理三維圖形。在此，處理器13包含一個中央單元(CPU)以及不同的存儲器(Mem)，并且包含連接駕駛相關(guān)部分的處理器10的第一接口(PCI)、連接圖形處理器14的第二接口(同樣是PCI)，以及另一個連接總線接口的接口，諸如USB、IEEE等等。通過這些接口，一般的娛樂電子裝置和計算機是可連接的。同樣具有存儲器的圖形處理器14除了包含連接處理器13的接口之外，還包含上面提到的連接計算機系統(tǒng)中駕駛相關(guān)部分的圖形處理器的接口LVDS，以及另一個連接針對汽車乘客的圖形指示器的接口。這個接口例如作為RGB接口來實現(xiàn)。
駕駛相關(guān)功能和駕駛無關(guān)功能的劃分根據(jù)它們的特性來完成，其中，主要與駕駛相關(guān)的功能在駕駛相關(guān)部分被實現(xiàn)，這些功能包含與汽車操作、導航、駕駛相關(guān)的專用信息，或者包含與駕駛員報警和定向相關(guān)的專用信息，而前面的駕駛無關(guān)的功能在計算機系統(tǒng)的娛樂部分12中被實現(xiàn)，這些功能包含對于汽車駕駛非專用的信息，并且首先服務于乘客，用于動畫、娛樂、信息。對于駕駛相關(guān)功能，將焦點放在最大的可用性和可靠性上，因為這些功能對于汽車駕駛是重要的，以及將焦點放在與車內(nèi)總線的內(nèi)部網(wǎng)絡連接上。這樣的汽車專用的功能是導航系統(tǒng)、控制或分析車內(nèi)指示和操作的人機接口HMI邏輯器和人機接口HMI管理器、語音識別或語音合成軟件、用于輸出駕駛指令或駕駛員警告的程序以及用于定向的二維地圖的顯示。所以在最廣泛的意義上涉及駕駛相關(guān)的人機接口HMI或一個駕駛員信息系統(tǒng)。駕駛無關(guān)的功能包括因特網(wǎng)瀏覽器、服務下載、三維圖形顯示、用于乘客娛樂的應用、游戲、視頻重放系統(tǒng)、數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)、移動辦公室、如筆記本的便攜設備、個人數(shù)字助理PDA等，這些能夠與娛樂部分相連。在此，在該計算機系統(tǒng)的娛樂部分，將焦點放在提供針對所述功能的最大性能，以及將焦點放在系統(tǒng)的開放性(例如軟件下載)和外部網(wǎng)絡連接(例如與因特網(wǎng))上。
上述的劃分在實施形式中包含重疊區(qū)域。例如通過LVDS接口將圖形集中的應用按所需計算能力的順序在娛樂部分計算，而不在駕駛相關(guān)部分計算，并且通過LVDS接口進行交換，這些應用例如有如三維導航地圖的三維顯示、或者譬如針對空調(diào)或聲音調(diào)節(jié)的對汽車視圖的三維建模、動畫(在面罩變換時的轉(zhuǎn)換動畫、面罩中的動畫元件、動畫操作助理等)或者帶有高存儲需求的背景構(gòu)建，該背景構(gòu)建與駕駛相關(guān)部分的功能相關(guān)聯(lián)。除此之外短時間計算集中的應用例如通過與娛樂部分功能強大的處理器13相連的PCI接口被交換，并且在那里被計算，這些應用例如有具有自然語音附件的語音識別，和在此給出的擴展的識別可能性，以及具有改進的輸出質(zhì)量的語音合成。在此需要說明的是，所列舉的功能以冗余方式存在，并且在娛樂系統(tǒng)故障時或在其不存在時仍然可以在駕駛相關(guān)部分被實施。所有其他功能只存在一次。
因此，重要的是，在一個計算機系統(tǒng)中單個的功能依據(jù)其對于汽車駕駛的重要性來劃分，其中，駕駛相關(guān)的功能，也就是說，針對汽車的駕駛對于駕駛員重要的功能，在一個駕駛相關(guān)的處理器中計算，而與駕駛無關(guān)的系統(tǒng)，例如對于汽車的駕駛不重要的功能，更確切地說，娛樂功能，尤其是服務于乘客的功能，在一個功能強大的多媒體計算機中計算，其中，兩個計算機最好是通過接口相互連接。
權(quán)利要求
1.汽車中的計算機系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包含至少兩個承擔不同任務的計算機，其特征在于，根據(jù)功能對于汽車駕駛的重要性實現(xiàn)將任務分配給至少兩個計算機，其中，主要與駕駛相關(guān)的功能在第一計算機中實現(xiàn)，而與駕駛無關(guān)的功能在第二計算機中實現(xiàn)。
2.依照權(quán)利要求1的計算機系統(tǒng)，其特征在于，駕駛相關(guān)的功能是汽車特定的功能。
3.依照上述權(quán)利要求之一的計算機系統(tǒng)，其特征在于，駕駛相關(guān)的功能含有與汽車的操作、導航、駕駛或駕駛員的警告和定向相關(guān)聯(lián)的特定信息，也就是說，所述的功能構(gòu)建駕駛員相關(guān)的HMI和一個駕駛員信息系統(tǒng)。
4.依照上述權(quán)利要求之一的計算機系統(tǒng)，其特征在于，駕駛無關(guān)的功能是娛樂特定的功能。
5.依照上述權(quán)利要求之一的計算機系統(tǒng)，其特征在于，駕駛相關(guān)功能包含至少下列功能之一導航系統(tǒng)、控制或分析汽車中指示和操作的一個HMI邏輯和一個HMI管理器、語音識別軟件或語音合成軟件、用于輸出駕駛指令或駕駛員警告的程序和用于定向的二維地圖的顯示，而駕駛無關(guān)的功能包含至少下列功能之一因特網(wǎng)瀏覽器、服務下載、三維圖形顯示、用于乘客娛樂的應用、游戲、視頻重放系統(tǒng)、數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)、與可連接的如筆記本電腦、個人數(shù)字助理PDA的便攜設備的連接。
6.依照上述權(quán)利要求之一的計算機系統(tǒng)，其特征在于，用于駕駛無關(guān)的功能的所述的計算機時一個高性能的多媒體計算機。
7.依照上述權(quán)利要求之一的計算機系統(tǒng)，其特征在于，在第一計算機和第二計算機之間設置至少一個接口。
8.依照上述權(quán)利要求之一的計算機系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一計算機與內(nèi)部的汽車總線相連。
9.依照上述權(quán)利要求之一的計算機系統(tǒng)，其特征在于，駕駛相關(guān)部分的計算密集的功能在駕駛無關(guān)部分中計算。
10.依照上述權(quán)利要求之一的計算機系統(tǒng)，其特征在于，所述的駕駛相關(guān)的計算機將計算密集的任務交給駕駛無關(guān)部分的計算機，其中，駕駛相關(guān)部分的計算機在另一個計算機不可用時自己執(zhí)行這個任務。
11.用于在汽車中應用的多媒體計算機，其特征在于，所述的多媒體計算機實現(xiàn)娛樂功能，并且通過至少一個接口與其他的實現(xiàn)駕駛功能的計算機相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車用計算機系統(tǒng)，多種功能分配到該計算機系統(tǒng)的多個計算機。第一計算機實現(xiàn)駕駛相關(guān)的功能，而具有強大計算能力的第二計算機實現(xiàn)娛樂相關(guān)的功能。
文檔編號G06F9/46GK1745365SQ200380109421
公開日2006年3月8日 申請日期2003年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月31日
發(fā)明者A·巴科夫斯基, P·西彭, T·姆拉斯科, W·拜爾, A·維斯滕多夫 申請人:羅伯特·博世有限公司