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  近年來(lái)，汽車(chē)電子向電氣化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)駕駛方向發(fā)展迅速。汽車(chē)系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷提高，汽車(chē)零部件的數(shù)量也逐漸增加，汽車(chē)設(shè)計(jì)師對(duì)功能安全的考慮也達(dá)到了一個(gè)新的高度。

  行業(yè)對(duì)汽車(chē)芯片功能安全的定義，ISO介紹26262標(biāo)準(zhǔn)及不同標(biāo)準(zhǔn)ASIL級(jí)別(A/B/C/D)分解和表示都做了詳細(xì)的解釋。本文不再針對(duì)通用性。MCU介紹了基礎(chǔ)資源的功能安全，如：Cpu，F(xiàn)lash，RAM，時(shí)鐘、電源、WDT，PWM及ADC等等，從車(chē)配圖MCU的HMI討論方向，詳細(xì)介紹英飛凌TraveoTM T2G-C系列MCU的“SignatureUnit”(見(jiàn)圖1)屬性及使用方法。

  英飛凌 TraveoTM T2G系列MCU，憑借著高性能，低功耗，接口豐富的特點(diǎn)，迅速?gòu)V泛用于車(chē)身控制，域控制器，信息娛樂(lè)，儀表/智能座艙等應(yīng)用，受到客戶的一致好評(píng)。那么，TraveoTM T2G 有哪些核心亮點(diǎn)呢?

  TraveoTM T2G核心亮點(diǎn)

  TraveoTM T2G從TraveoTM T1G的Arm® Cortex®-R5F內(nèi)核演變成單Cortex®-M4/M7或雙 Cortex®-M7F內(nèi)核，單核主頻最高350MHz, 運(yùn)算能力可達(dá)1500DMIPS;

  支持Dual Bank Flash架構(gòu)以滿足FOTA設(shè)計(jì)要求;

  支持多種低功耗模式;

  集成豐富的eMMC, Hyper Bus, CAN/CAN-FD及1Gb Ethernet等接口;

  支持eSHE/HSM以滿足信息安全的應(yīng)用需求。

  TraveoTM T2G-C是 T2G系列MCU的一個(gè)子集，除了具備以上T2G基本功能外，還支持2.5D圖形引擎，內(nèi)置4MB VRAM，MIPI視頻輸入和LVDS視頻輸出等接口，可以滿足中、大尺寸圖形儀表，HUD及低成本智能座艙的應(yīng)用需求。

  圖一 基于T2G-C 大尺寸液晶儀表方案框圖

  隨著新能源汽車(chē)的普及，中、大尺寸液晶虛擬儀表迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。此類(lèi)儀表拋棄了傳統(tǒng)物理指針及LED指示器，將擋位信息，車(chē)輛狀態(tài)，警示圖標(biāo)等直接顯示在液晶儀表上。這些圖標(biāo)及信息對(duì)車(chē)輛行駛安全起到至關(guān)重要的作用，一旦發(fā)生無(wú)法顯示或顯示錯(cuò)誤(圖二)，將對(duì)駕乘人員的人身安全產(chǎn)生關(guān)鍵影響。所以，汽車(chē)儀表需要具備監(jiān)控和檢測(cè)這類(lèi) “功能安全” 圖標(biāo)的功能。

  圖二 圖標(biāo)的正確和異常顯示示例

  TraveoTM T2G-C作為具備圖形顯示功能的MCU, “Signature Unit” 可以在內(nèi)容豐富的人機(jī)界面中，截取選定區(qū)域中任意形狀的視頻流，并通過(guò)CRC校驗(yàn)方式檢查關(guān)鍵圖形的顯示是否正常。這樣可以完全滿足儀表應(yīng)用功能安全標(biāo)準(zhǔn)ASIL B等級(jí)的要求。那么 “Signature Unit” 由哪些功能構(gòu)成，又是如何工作的呢?我們結(jié)合(圖三)一起往下看：

  圖三 Signature Unit工作流程

  首先，T2G-C這顆芯片的“Signature Unit”支持最多8個(gè)”Evaluation Windows”來(lái)實(shí)現(xiàn)”Signature Calculation”(“驗(yàn)簽”)。驗(yàn)簽操作可以在每一幀數(shù)據(jù)輸出過(guò)程中選擇8個(gè)window同時(shí)進(jìn)行，也可以選擇部分window進(jìn)行。結(jié)合alpha mask可以實(shí)現(xiàn)任意形狀的顯示圖形被監(jiān)測(cè)，如(圖四)中window 4黃色部分。當(dāng)不同window發(fā)生重疊時(shí)，僅最頂層的window參與輸出像素的 “驗(yàn)簽” 。

 

  圖四

  其次，”Signature Calculation”操作是將實(shí)質(zhì)顯示視頻流的Computation Signature值與期望顯示視頻流的Reference Signature值做”Verify”(驗(yàn)證)，一旦出現(xiàn)不匹配并達(dá)到設(shè)定的異常計(jì)數(shù)次數(shù)，即表明有期望被顯示的圖形或圖標(biāo)沒(méi)有被正確顯示，芯片會(huì)有Error Event輸出。根據(jù)該Error Event信息，開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)系統(tǒng)的功能安全需求，對(duì)Timing Controller進(jìn)行干預(yù)，將儀表顯示的圖像信息切換到備份的 “安全” 場(chǎng)景，例如將出現(xiàn)異常的圖標(biāo)設(shè)置為單一顏色進(jìn)行提示，或者將整個(gè)顯示界面更改為原始顯示界面和安全提示界面交替顯示的模式等。

  實(shí)質(zhì)顯示視頻流的Signature Computation可以取自顯示控制路徑下的”frame generation”, “gamma correction”, 或”dithering” 中任一環(huán)節(jié)。期望顯示視頻流的Reference Signature可以通過(guò)如下兩種方式進(jìn)行獲?。?/span>

  ●將待顯示的正確圖標(biāo)完全顯示出來(lái)，通過(guò)“Signature Unit”進(jìn)行數(shù)據(jù)捕捉;

  ●采用第三方圖形工具，如”Altia DeepScreen”，對(duì)顯示的正確圖標(biāo)進(jìn)行獲取。

  根據(jù)以上介紹，大家可以對(duì)T2G-C芯片如何實(shí)現(xiàn)HMI的功能安全有一定的了解。結(jié)合其它基礎(chǔ)資源的功能安全處理，開(kāi)發(fā)人員能夠快速開(kāi)發(fā)出符合功能安全要求的液晶虛擬儀表。