Stefan Drouzas ist bei Socionext als Produktmanager verantwortlich unter anderem für die Automotive SoCs und Display Controller.

Bild: Socionext

Interview zu Remote-Display-Controllern (Promotion) „Der Display Controller SC1701 agiert auch unabhängig von der ECU“

06.02.2019

Immer mehr Displays werden in Fahrzeuge integriert. Jedes einzelne mit einer eigenen Steuereinheit zu versehen, ist allerdings sehr teuer. Kosten sparen lassen sich über eine Remote-Display-Architektur. Wie diese funktioniert und welche Vorteile der neue Display Controller SC1701 von Socionext dafür bietet, erklärt Stefan Drouzas, Produktverantwortlicher bei Socionext.

Socionext hat vor Kurzem den Display Controller SC1701 vorgestellt. Worum handelt es sich dabei?

Stefan Drouzas:

Socionext hat den Display Controller SC1701 speziell für den Automotive-Einsatz entwickelt. Er kombiniert in einem Chip drei wesentliche Funktionen: eine 2D-Grafik-Engine, einen Timing Controller für die Ansteuerung des Display Panels und einen APIX-Empfänger, also einen Deserialiser für die Anbindung an die Videoquelle. In Verbindung mit der eingebauten Unterstützung für Displays, die den ASIL-B-Anforderungen entsprechen müssen, ist diese Kombination ein klares Alleinstellungsmerkmal des SC1701. Zusätzlich bietet Socionext eine Variante ohne den APIX-Deserialiser an, für Kunden die alternative Videolink-Technologien anwenden wollen. Hierzu kann ein MIPI DSI oder LVDS/OpenLDI als Eingang verwendet werden. Dadurch kann der SC1701 deutlich flexibler eingesetzt werden, etwa aufgrund einer Rückwärtskompatibilität oder anderen Anforderungen. Schrittweise oder parallel dazu können unsere Kunden auf die integrierte Lösung mit dem APIX-Deserialiser umstellen, mit nur minimalen Veränderungen des Board Designs. Der SC1701 ist für Displays bis 4K-Auflösungen ausgelegt, oder für die Ansteuerung von zwei F-HD-Displays gleichzeitig, etwa ein Instrument Cluster und ein CID.

Der SC1701 ist für Remote-Display-Anwendungen gedacht. Was bedeutet das?

Die Remote-Display-Architektur hat heute schon bei vielen Fahrzeugen Einzug gehalten. Bei ihr befindet sich die ECU oder der HMI-Computer nicht an derselben Stelle wie das Display. Um diese zu verbinden wird ein serieller Highspeed-Videolink benötigt, der auch bei mehreren Metern Kabellänge für sicheren Datentransport sorgt. Diese Aufteilung wird oft mit der sogenannten Domain Computing Architecture kombiniert. Die Domäne der Grafikgebenden GPUs, etwa ein SoC im HMI-Computer, ist somit für alle Displays verantwortlich, die über Videolinks verbunden sind.

Durch die Remote-Display-Architektur spart man sich somit eine eigene MCU für jedes der Displays.

Der SC1701 ermöglicht genau dieses Szenario. Er stellt alle Safety- und Security-Features bereit, für die ansonsten eine MCU sorgt, etwa für ein Digitales Instrument Cluster. Einer der Vorteile der APIX-Technologie ist die Abwicklung der gesamten Kommunikation mit der Head Unit über dasselbe Kabel; sowohl zum Display hin als auch in die entgegengesetzte Richtung. Ein weiterer Bus, zum Beispiel ein CAN-Bus, mit der dazu gehörigen MCU ist somit überflüssig. Gerade die Verkabelung ist ein großer Kostenfaktor bei Fahrzeugen. Sie ist bei manchen Herstellern nach dem Motorblock das zweitteuerste und -schwerste Element im Auto.

Wie genau funktioniert die APIX-Technologie?

Der SC1701 verfügt über einen APIX3-Deserialiser, der eine Bruttodatenrate von bis zu 12 Gbit ermöglicht. Die Videodatenrate liegt netto bei ungefähr 9,6 Gbit. Durch die eingebaute Dekompression nach dem VESA-DSC-Standard, kann die Videogröße sogar verdreifacht werden. Neben dem Videokanal definiert APIX3 außerdem einen Seitenkanal mit einer Datenrate von 187 MBit. Der Seitenkanal ist im Gegensatz zum Videokanal bidirektional. Über diesen können nicht nur Daten zur Displaybaugruppe, sondern von dort auch wieder zurückgesandt werden. Wichtig ist das etwa für die Übertragung von Kontrolldaten. Außerdem ermöglicht es der Seitenkanal, ein 100-Mbit-Ethernet zu betreiben. Da der SC1701 auch ein Ethernet-Interface besitzt, lassen sich darüber etwa Ethernet-Geräte in der Nähe des Displays anschließen, wie Kameras. Deren Kommunikation läuft dann über denselben APIX-Link.

Sie haben vorhin die Sicherheitsfunktionen des SC1701 erwähnt. Welche sind das?

Es ist bekannt, dass die Integrität eines übertragenden Signales zum Beispiel durch Alterung der Kabel oder Stecker mit den Jahren leidet. Deshalb überwachen wir im SC1701 den APIX-Link permanent. Ist die Fehlerrate zu hoch, kann eine Warnmeldung bei der nächsten Inspektion ausgespielt und das Kabel oder der Stecker getauscht werden. Aufgrund von Erfahrungswerten und statistischen Berechnungen wissen wir, wie stark die Fehlerrate steigt, noch bevor es zu Störungen oder Ausfällen kommt. Durch die Überwachung des APIX-Links merkt der SC1701 aber auch, wenn etwa keine Verbindung zur HMI-Computer mehr besteht oder ein Komplettausfall vorliegt.

Registriert er auch Fehler in der Darstellung des Displays?

Durch die integrierte Signature Unit können die dargestellten Inhalte mit einer Referenz verglichen werden. Welcher Gang zum Beispiel eingelegt ist oder die Temperatur des Motors sind sicherheitsrelevante Informationen. Deshalb muss immer überprüft werden, ob sie korrekt dargestellt werden. Liegt in einem kritischen Bildausschnitt eine Störung vor, erhält der Fahrer eine entsprechende Information und der HMI-Computer bekommt eine Fehlermeldung. Der SC1701 ist allerdings nicht auf die Mitwirkung des HMI-Computer angewiesen. Er kann über die integrierte 2D-Grafikeinheit selbstständig Fehlermeldungen auf dem Display anzeigen, auch wenn der Video-Link von der zentralen Grafikeinheit unterbrochen ist. Auch Situationen, in denen der Hintergrund und der Vordergrund eines Bildes nicht eindeutig unterscheidbar sind, registriert der SC1701. Das ist zum Beispiel bei Head-up-Displays bei großer Helligkeit oder aufgrund einer Ähnlichkeit des Vorder- und des Hintergrundes hilfreich. Oft lässt sich dann das Bild entsprechend anpassen. Ein integrierter Flash-Speicher ermöglicht das Speichern von Kundenspezifischen Grafikelementen oder Programmdaten, die je nach Situation abgerufen werden können.

Ab wann ist der SC1701 verfügbar?

Aktuell beliefern wir alle interessierten Kunden mit Engineering Samples. Nach abgeschlossener Qualifikation sind wir bereit für die Massenproduktion. Automobilzulieferer, die heute schon erste Designs mit dem SC1701 begonnen haben, könnten in zwei Jahren in Serie gehen.

Bildergalerie

  • Displays in Autos ersetzen immer öfter klassische Eingabegeräte.

    Bild: Socionext

  • Der SC1701 ist ein Remote-Display-Controller von Socionext, der für bis zu 4K-Auflösungen ausgelegt ist.

    Bild: Socionext

  • Der APIX-Kanal des SC1701 ermöglicht eine Videodatenrate von netto 9,6 Gbit. Er besitzt außerdem einen bidirektionalen Seitenkanal mit einer Datenrate von
    187 MBit.

    Bild: Matsui Yuhsuke, Fujitsu

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