Multimedia-Einheit für Elektrofahrzeuge

Zeigt Multimedia-, Navigations- und Fahrzeugsbetriebsdaten in Echtzeit

  • C/C++
  • Linux Kernel
  • Android 6-10
  • RTOS
  • CAN, LIN, Automotive Ethernet
  • GPS, GSM, WiFi, BT(BLE), LTE
  • MOST
Lösung Multimedia-Einheit für Elektrofahrzeuge
Branche

Automotive

Kooperationsmodell T&M 
Methode Agile
Team
  • Solution Architect
  • Softwareentwickler
  • QA Engineers
  • PCB Designers
  • Schematic Engineers
  • Projektmanager
1
2
3
4
5
6

Kunde

Case-Highlights

Softeq unterstützte den Kunden bei der Entwicklung der Firmware und Hardware entsprechend den Sicherheitsstandards der Automotive-Industrie.

  • zwei Geräteversionen (Qualcomm Snapdragon 820 und NXP IMX8 Quad Max)
  • Sicherheits-OS
  • entspricht den Anforderungen von ISO 26262 ASIL-B
  • verbindet sich mit mehreren Displays
  • Wi-Fi, LTE und Bluetooth-Connectivity 
  • Algorithmen zur Rauschunterdrückung
  • unterstützt AM, FM, DAB, DAB+ Radio
  • verfügt über einen High-End Mehrkanal-Audioverstärker, Klasse D

Problem

Der Kunde, ein Hersteller von Elektrofahrzeugen, wandte sich an Softeq, um eine Multimedia-Einheit zu entwickeln. Als zentraler Hub sollte sie dem Fahrer Informationen über Betrieb und Standort des Fahrzeugs liefern sowie den Zugang zu Anwendungen und Diensten im Fahrzeug ermöglichen. 

Das Unternehmen beauftragte Softeq mit folgenden Aufgaben:

  • Planung von Geräte-Architektur und funktionellem Design
  • Auswahl von Hardware-Komponenten inklusive Kostenschätzung
  • Hardware-Entwicklung: Design von Schaltplänen und PCBs, Signal- und Power-Integrity-Analyse, Mustererstellung 

Außerdem waren wir auch für das Board Bring-Up verantwortlich und entwickelten einen Middleware-Layer, der für die zukünftige Entwicklung von Anwendungen für die Multimedia-Einheit erforderlich ist. Um sicherzustellen, dass die Fahrzeuge mit dem Automotive-Standard ISO 26262 übereinstimmen, implementierten wir ein Echtzeitbetriebssystem.

Lösung

Unser Ansatz

Softeq unterstützte den Kunden bei der Entwicklung einer Multimedia-Einheit basierend auf zwei verschiedenen Prozessorgenerationen.

Der Kunde plante, seine Fahrzeuge in kurzer Zeit auf den Markt zu bringen, deshalb wollte er so schnell wie möglich mit dem Testen der Multimedia-Einheit beginnen. Deshalb haben wir eine modulare Lösungsarchitektur vorgeschlagen. Dies ermöglichte uns, die Multimedia-Einheit schnell anzupassen, sollte der Kunde aufgrund der Testergebnisse seine Anforderungen ändern wollen.

Den richtigen Prozessor auswählen

Wir analysierten mehr als 10 auf dem Markt verfügbare Lösungen und entschieden uns für den Snapdragon-Prozessor (Qualcomm) als Basis für die Einheit der ersten Generation. 

Im Laufe des Prozesses entwickelten wir die aktuelle Version des Gerätes, welche einen der neuesten NXP Prozessoren nutzt.

Display-Schnittstellen

Der Multimedia-Unit unterstützt mehrere Connectivity-Optionen für die Verbindung mit einer Reihe von Displays:

  • Cluster-Display (Dashboard-Informationen)
  • Media-Display (Musik, Klimatisierung, Navigation, Radio, Browser)
  • Service-Display (Fahrzeugpapiere)
  • Head-up-Display (Projektion kritischer Fahrinformationen auf die Windschutzscheibe)
  • Optionale Displays (Medien-Streaming)

Verbindungen

Die Lösung unterstützt verschiedene Verbindungsmöglichkeiten

Automotive Gateway:

  • Automotive Ethernet
  • LIN
  • CAN

Externe Verbindungen:

  • Wi-Fi
  • LTE
  • Bluetooth 

Verkabelte Schnittstelle:

  • Ethernet
  • MOST

Kameras und Display-Subsysteme

Die Multimedia-Einheit verfügt über vier FPD-Link III- und GMSL-Kameraeingänge sowie vier FPD-Link III-Display-Eingänge. Für das Display-Subsystem haben wir einen speziellen Universaladapter entwickelt, der verschiedene Arten von LCD-Panels unterstützt. Der Adapter empfängt Signale von der Multimedia-Einheit über FPD-Link lll, dekodiert und liefert sie an das Display. Außerdem verwaltet der Adapter auch Hintergrundbeleuchtung, Vibrationsrückmeldungen auf Touchscreens und zusätzliche Knöpfe.

Sicherheit

Die Multimedia-Einheit läuft auf Android. Neben dem Dashboard zeigt sie auch Medien- und Servicedaten an. Fehler könnten zum Absturz des ganzen Android-Betriebssystems führen.

Um sicherzustellen, dass sicherheitskritische Daten jederzeit angezeigt werden, haben wir ein Echtzeitbetriebssystem eines Drittanbieters in die Lösung integriert. Es verwendet einen Watchdog zur Überwachung der Leistung und Zuverlässigkeit des Android OS. Wenn dieses ausfällt oder nicht mehr auf Befehle des Fahrers reagiert, startet das Echtzeitbetriebssystem das Android-OS neu und zeigt sicherheitskritische Informationen wie Tachometer, Drehzahlmesser, Getriebe und Status des Bremssystems an.

Beim Absturz des Android-OS wird das Echtzeitbetriebssystem alle kritischen Informationen anzeigen.

Das Echtzeitbetriebssystem liefert sicherheitskritische Daten an das Cluster-Display.

Störgeräuschunterdrückung, Radio, Ton

Das Fahrzeug verfügt über ein Tonverarbeitungssystem mit sechs Mikrofonen. Zwei Mikrofone erfassen die Stimme des Fahrers, während die anderen vier Fremdgeräusche wie Motorgeräusche und Straßengeräusche einfangen.

Zusammen mit dem Team des Kunden entwickelte Softeq Algorithmen, die die von den anderen vier Mikrofonen aufgenommenen Fremdgeräusche von der Stimme des Fahrers subtrahieren. Dadurch kann der Fahrer dem System klare verbale Befehle geben.

Das Gerät unterstützt auch den Anschluss an AM-, FM-, DAB- und DAB+Radioquellen. Es verfügt über einen High-End-4-Kanal-Audioverstärker, eine digitale MOST Audio-Schnittstelle und analoge Aux-Ausgänge. Das fortschrittliche Audiosystem kann 5.1-Surround-Sound liefern.

Ergebnis

Zwei Generationen der Multimedia-Einheit

Über mehr als vier Jahre unterstützte Softeq den Kunden bei der Entwicklung von zwei verschiedenen Generationen der Multimedia-Einheit - vom Konzept bis hin zu marktreifen Geräten. Die erste Generation wird derzeit in den Fahrzeugen des Kunden eingesetzt. Die zweite Generation wird für die Massenproduktion vorbereitet.