專利名稱：車用計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前汽車中的系統(tǒng)，例如導(dǎo)航系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng)，經(jīng)常互不相關(guān)，或者以隨便任一種 方式相互關(guān)聯(lián)。這樣可能設(shè)置單獨(dú)的處理器用于導(dǎo)航任務(wù)、用于提供人機(jī)接口、用于汽車和 空調(diào)控制等等。當(dāng)將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)劃分為具有嚴(yán)格規(guī)定的任務(wù)的不同的處理器時(shí)，必需 用十分精確定義的接口進(jìn)行十分精確的拆分。這樣一來，當(dāng)在不同系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)指令相矛盾 時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障風(fēng)險(xiǎn)或者問題。如果反之一個(gè)處理器負(fù)責(zé)多個(gè)任務(wù)，那么這個(gè)處理器必須被 設(shè)計(jì)用于同時(shí)執(zhí)行所有任務(wù)或者在處理器高負(fù)荷時(shí)承受性能擾動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)任務(wù)或功能的特性將任務(wù)或功能分配到至少兩個(gè)計(jì)算機(jī)，其中，一個(gè)計(jì)算機(jī) 執(zhí)行主要與駕駛或汽車相關(guān)的任務(wù)或功能(汽車系統(tǒng)或駕駛員信息系統(tǒng))，另一個(gè)計(jì)算機(jī) 執(zhí)行主要與駕駛無關(guān)或與汽車無關(guān)的任務(wù)/功能(娛樂系統(tǒng))，這種分配的優(yōu)點(diǎn)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(shè)計(jì)為 開放系統(tǒng)，而將汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)開放的系統(tǒng) 這里是指一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)被設(shè)置用于與外界通信，并且也允許例如改動(dòng)自身軟件或由用 戶所做的配置，而一個(gè)封閉的系統(tǒng)未提供這些可能性。在這樣一種分配時(shí)特別有利的是，在整個(gè)計(jì)算機(jī)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(dòng)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(kuò)展計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)單 獨(dú)的汽車控制裝置(空調(diào)控制裝置和駕駛員報(bào)警系統(tǒng))、一個(gè)擴(kuò)展的汽車控制裝置(附加導(dǎo) 航、無線電等)和一個(gè)高端裝置(附加的娛樂、信息等)。此外，以有利的方式實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新周期的無關(guān)性，因?yàn)榕c駕駛無關(guān)的系統(tǒng)被設(shè)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(qiáng)的消費(fèi)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(zhǔn)確可用的與駕駛相 關(guān)的信息(例如導(dǎo)航提示、駕駛員報(bào)警等)，確保了可用性，因?yàn)榕c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(fù)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(shè)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(fēng)險(xiǎn)的最小化，因?yàn)榕c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(yù)見性。更多的優(yōu)點(diǎn)見下面實(shí)施例的說明或從屬權(quán)利要求。


下面依照一個(gè)圖示的實(shí)施形式來解釋本發(fā)明。唯一的附圖示出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè) 例子，其中，駕駛相關(guān)任務(wù)與駕駛無關(guān)任務(wù)互相分離。
具體實(shí)施例方式圖中所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由兩個(gè)處理器組成，它們基本分為界線分明的任務(wù)區(qū) 域。除了界線分明的任務(wù)，存在在此可靈活交換的單獨(dú)選出的任務(wù)，尤其是需要強(qiáng)大計(jì)算能 力的任務(wù)。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(gè)圖形處理器一起)負(fù)責(zé)駕駛相關(guān)的功能或 任務(wù)，諸如與CAN、MOST等汽車總線系統(tǒng)的連接、空調(diào)控制、導(dǎo)航、駕駛員報(bào)警系統(tǒng)、用于導(dǎo) 航的二維地圖的分析和顯示、語音輸出、人機(jī)接口等。換句話說，這個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)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(gè)處理器12(與一個(gè)圖 形處理器一起)，該處理器功能強(qiáng)大且例如應(yīng)用于傳統(tǒng)的個(gè)人電腦中，該處理器負(fù)責(zé)與駕駛 無關(guān)的任務(wù)，例如游戲應(yīng)用、因特網(wǎng)連接、視頻應(yīng)用、一般的娛樂系統(tǒng)(尤其針對乘客)，該 處理器設(shè)置用于下載這些應(yīng)用的新的應(yīng)用程序，該處理器實(shí)現(xiàn)與諸如個(gè)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(shí)現(xiàn)一個(gè)娛樂和信息系統(tǒng)。這個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能將消費(fèi)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(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。在實(shí)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(gè)三維 圖形地圖(例如用于作為駕駛相關(guān)功能的導(dǎo)航地圖)能夠用于娛樂并且能夠由另一個(gè)處理 器(娛樂)顯示。另一個(gè)例子是MP3功能，該功能原本與音頻應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)功能，從而這個(gè)解碼功能能夠在娛樂 處理器或者在駕駛相關(guān)應(yīng)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(gè)處理器通過至少一個(gè)接口相互連接，從而輸出數(shù)據(jù)和/或所選任務(wù)的結(jié)果被以轉(zhuǎn)移的 方式，或短時(shí)間計(jì)算強(qiáng)度大的應(yīng)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?qiáng)大的娛樂處理器，或者反之。為此必要的功能就在兩 個(gè)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(shí)現(xiàn)該功能。在此，該計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例。所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100示出駕 駛相關(guān)的部分IOOa以及一個(gè)駕駛無關(guān)的部分12。在此，該駕駛相關(guān)部分IOOa由一個(gè)處理器10和一個(gè)圖形處理器11組成。在此，處理器10包含一個(gè)CPU、不同的存儲(chǔ)器Mem和一個(gè) 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(gè)接口，例如連接圖形處理器11的 SPI，和另一個(gè)連接駕駛無關(guān)部分的接口，例如一個(gè)PCI接口。圖形處理器11由一個(gè)帶有存 儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)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(gè)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(gè)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(gè)具有強(qiáng)大計(jì)算能力的多媒體處理器13以及一個(gè)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(gè)中央單元(CPU)以及不同的存儲(chǔ)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(gè)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(jì)算機(jī)是可連接的。同 樣具有存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)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(gè)連接針對汽車乘客的 圖形指示器的接口。這個(gè)接口例如作為RGB接口來實(shí)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(shí)現(xiàn)，這些功能包含與汽車操作、導(dǎo)航、駕駛相關(guān)的專用信 息，或者包含與駕駛員報(bào)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(jì)算機(jī)系 統(tǒng)的娛樂部分12中被實(shí)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(wù)于乘 客，用于動(dòng)畫、娛樂、信息。對于駕駛相關(guān)功能，將焦點(diǎn)放在最大的可用性和可靠性上，因?yàn)?這些功能對于汽車駕駛是重要的，以及將焦點(diǎn)放在與車內(nèi)總線的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接上。這樣的 汽車專用的功能是導(dǎo)航系統(tǒng)、控制或分析車內(nèi)指示和操作的人機(jī)接口 HMI邏輯器和人機(jī)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(jī)接口 HMI或一個(gè)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(wù)下載、三維圖形顯示、用于乘客娛 樂的應(yīng)用、游戲、視頻重放系統(tǒng)、數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)、移動(dòng)辦公室、如筆記本的便攜設(shè)備、個(gè) 人數(shù)字助理PDA等，這些能夠與娛樂部分相連。在此，在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的娛樂部分，將焦點(diǎn) 放在提供針對所述功能的最大性能，以及將焦點(diǎn)放在系統(tǒng)的開放性(例如軟件下載)和外 部網(wǎng)絡(luò)連接(例如與因特網(wǎng))上。上述的劃分在實(shí)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(yīng)用 按所需計(jì)算能力的順序在娛樂部分計(jì)算，而不在駕駛相關(guān)部分計(jì)算，并且通過LVDS接口進(jìn) 行交換，這些應(yīng)用例如有如三維導(dǎo)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(dòng)畫(在面罩變換時(shí)的轉(zhuǎn)換動(dòng)畫、面罩中的動(dòng)畫元件、動(dòng)畫操作助理 等)或者帶有高存儲(chǔ)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(shí)間計(jì)算集中的應(yīng)用例如通過與娛樂部分功能強(qiáng)大的處理器13相連的PCI接口被交 換，并且在那里被計(jì)算，這些應(yīng)用例如有具有自然語音附件的語音識別，和在此給出的擴(kuò)展 的識別可能性，以及具有改進(jìn)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(shí)或在其不存在時(shí)仍然可以在駕駛相關(guān)部分被實(shí)施。 所有其他功能只存在一次。
因此，重要的是，在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中單個(gè)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(gè) 駕駛相關(guān)的處理器中計(jì)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(wù)于乘客的功能，在一個(gè)功能強(qiáng)大的多媒體計(jì)算機(jī)中計(jì)算，其 中，兩個(gè)計(jì)算機(jī)最好是通過接口相互連接。
權(quán)利要求
1.汽車中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包含至少兩個(gè)承擔(dān)不同任務(wù)的計(jì)算機(jī)(10，13)， 其中，根據(jù)功能對于汽車駕駛的重要性實(shí)現(xiàn)將任務(wù)分配給至少兩個(gè)計(jì)算機(jī)(10，13)，其中，主 要與駕駛相關(guān)的功能在第一計(jì)算機(jī)(10)中實(shí)現(xiàn)，而與駕駛無關(guān)的功能在第二計(jì)算機(jī)(13) 中實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)(10，1；3)各自與一個(gè)圖形處理器(11，14)連接，其中所述兩個(gè)計(jì)算機(jī) (10,13)通過一個(gè)規(guī)定的接口互相進(jìn)行通信，和所述兩個(gè)計(jì)算機(jī)(10，13)各自形成開放的體系結(jié)構(gòu)和封閉的體系結(jié)構(gòu)。
2.依照權(quán)利要求1的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(dǎo)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(gè)駕駛員信息系統(tǒng)。
4.依照上述權(quán)利要求之一的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(dǎo)航系統(tǒng)、控制或分析汽車中指示和操作的一 個(gè)HMI邏輯和一個(gè)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(wù)下載、三維圖形顯示、用于乘客娛樂的應(yīng)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(gè)人數(shù)字助理PDA的便攜設(shè)備的連接。
6.依照上述權(quán)利要求之一的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，用于駕駛無關(guān)的功能的所述的計(jì)算機(jī)是一個(gè)高性能的多媒體計(jì)算機(jī)。
7.依照上述權(quán)利要求之一的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，在第一計(jì)算機(jī)和第二計(jì)算機(jī)之間設(shè)置至少一個(gè)接口。
8.依照上述權(quán)利要求之一的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，駕駛相關(guān)部分的計(jì)算密集的功能在駕駛無關(guān)部分中計(jì)算。
10.依照上述權(quán)利要求之一的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述的駕駛相關(guān)的計(jì)算機(jī)將計(jì)算密集的任務(wù)交給駕駛無關(guān)部分的計(jì)算機(jī)，其中，駕駛 相關(guān)部分的計(jì)算機(jī)在另一個(gè)計(jì)算機(jī)不可用時(shí)自己執(zhí)行這個(gè)任務(wù)。
11.用于在汽車中應(yīng)用的多媒體計(jì)算機(jī)，其特征在于，所述的多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)娛樂功能，并且通過至少一個(gè)接口與其他的實(shí)現(xiàn)駕駛功能的 計(jì)算機(jī)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，多種功能分配到該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)計(jì)算機(jī)。第一計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)駕駛相關(guān)的功能，而具有強(qiáng)大計(jì)算能力的第二計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)娛樂相關(guān)的功能。
文檔編號G06F9/50GK102135915SQ20111010612
公開日2011年7月27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, A·維斯滕多夫, P·西彭, T·姆拉斯科, W·拜爾 申請人:羅伯特·博世有限公司