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Kfz-Elektronik Clevere ICs für das Infotainment

| Redakteur: Claudia Malllok

Mit jedem neuen Fahrzeugmodell steigt der Elektronikanteil. Immer effizientere und zuverlässigere Fahrerassistenz-, Unterhaltungs- und Informationssysteme fahren in den neuen Generationen

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( Archiv: Vogel Business Media )

Mit jedem neuen Fahrzeugmodell steigt der Elektronikanteil. Immer effizientere und zuverlässigere Fahrerassistenz-, Unterhaltungs- und Informationssysteme fahren in den neuen Generationen von Pkw, Lkw und SUVs mit – und das im gesamten Fahrzeug: an der Karosserie, im Motor- und im Innenraum in Fahrerassistenz- und Infotainment-systemen. Der zunehmende Einsatz von ICs ermöglicht es Fahrzeug-herstellern nicht nur Leistungsmerkmale anzubieten, die Produkte vom Wettbewerb differenzieren, sondern mit denen sich der Auf- und Einbau komplexer Unterbaugruppen von Zulieferern optimieren lässt.

Der Austausch von mechanischen Systemen durch Elektronik bietet Herstellern analoger ICs mit speziellem Know-how auf den Gebieten Strom-/Leistungsversorgung, Mixed-Signal-Signalaufbereitung und Videodaten-Verarbeitung die Chance, den hohen Anforderungen weltweit führender Fahrzeug-hersteller und deren Top-Tier-Zulieferer gerecht zu werden.

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Während der Preisdruck seitens der OEMs einige Hersteller von Analog-ICs dazu zwang, aus der Motorelektronik auszusteigen, stellt der Innenraum der meisten Fahrzeuge einen veritablen Markt dar, der Anbieter wie Intersil zum Wiedereintritt in dieses Automotive-Segment veranlasst hat. Hersteller von hochleistungsfähigen Analogbausteinen bieten in vielen Bereichen Know-how, das im Automotive-Infotainment-Segment zum Einsatz kommt:

• Videodaten-Verteilung, • Display-Power-Management, • Heads-up-Displays, • Cluster-Displays, • Fahrerassistenz,• Body Electronic, • LED-Beleuchtung• Light-to-Digital-Sensoren, • Sensoren für Druck, Beschleunigung und Regen sowie• Power-Management für Hybrid-Fahrzeuge.

Videodaten-Verteilung mit LVDS

Schon heute sind Pkw und Lkw mit LCDs für Fahrerassistenzsysteme, Infotainment-Einrichtungen und Navigations-systemen ausgestattet. Radar, Infrarot- und Schwarz-Weiß-Kameras erfassen und überwachen Zustände rund um das Fahrzeug, die den Fahrer unterstützen.

Schnelle Kommunikationsverbindungen von Intersil senden Informationen von den Sensoren zu Prozessoren in den jeweiligen Applikationen, wie Rückansicht und Parkhilfe, automatisches Bremsen während des Tempomat-Betriebs, Erkennung eines Fahrspurwechsels oder einer nahenden Kollision sowie Assistenz-systeme bei schlechter Sicht und für die Nachtsicht.

Ein gängiges LVDS (Low Voltage Differential Signal) wie in Bild 1 ist mit einem Controller ausgestattet, der Daten mehrerer Ausgabe- oder Eingabebaugruppen sendet und empfängt. So kann ein Fahrzeug mit einer zentralen Steuerungseinheit ausgestattet sein, über die Videodaten an ein LCD im Hinterteil der Kopfstütze gesendet werden. Um eine individuelle Betrachtung zu ermöglichen, kann das Display auch Befehle wie Play oder Stop senden. Die Steuerungseinheit empfängt diese Daten, verarbeitet sie und sendet das Video zurück an die Empfängereinheit. Obwohl die LVDS-Technologie ursprünglich für den Einsatz in Notebooks konzipiert wurde, um dort LCDs anzusteuern, die EMV, Kabelbreite und Steckergröße zu verringern, wird diese Art der Kommunikation auch in den meisten Automotive-Infotainmentsystemen der Zukunft zum Einsatz kommen.

Die LVDS-Technologie von Intersil verringert den Verkabelungsaufwand durch das Serializing und Deserializing (SERDES) paralleler Signale zu einem High-Speed-LVDS-Signal. LVDS kann überall dort zum Einsatz kommen, wo schnelle digitale Daten von mehreren Ports an einen Host zur Weiterverarbeitung oder an ein Display gesendet werden müssen. In den meisten Fahrzeugen ist eine kosteneffiziente elektrische Verbindung zur Verteilung von Videosignalen für die Navigation oder Unterhaltung eine gute Alternative zu einer optischen Verkabelung. Neben der Über-tragung schneller Videodaten haben die Schnittstellen-Experten eine Methode zur bidirektionalen Übertragung von Steuerungssignalen von der Quelle zum Ziel entwickelt. Um Kompatibilität zu gewährleisten und die Anzahl der Leitungen als auch die Steckergröße zu verringern, kommt ein Standard-Schnittstellenprotokoll zum Einsatz.

Merkmal der von Intersil entwickelten Produkte sind hohe Pixel-Raten, um klare LCD-Bilder im gesamten Fahrzeug bereitzustellen. Die Bausteine haben eine Pre-Emphasis/Empfangsentzerrung, um längere Leitungen und mehr Stecker zu unterstützen, eine A/C-Kopplung mit robuster 8b/10b-Kodierung und eine einstellbare Flankensteilheit. Sie unterstützen Streuspektrum-Taktgebung für eine bessere EMV, bieten bidirektionale Kommunikation für eine vom Anwender steuerbare Schnitt-stelle und ermöglichen eine kosteneffiziente Kabel- und Steckverbinderlösung.

Display-Power-Management

Hersteller hochleistungsfähiger Analogbausteine mit Erfahrung in kleinen und mittleren LCDs werden für die Innenausstattung von Fahrzeugen immer bedeutender. Die meisten Fahrzeuginnenräume werden mit gängigen Unterhaltungselektronikgeräten ausgestattet. Dazu zählen die On-Board-Navigationssysteme oder ein Display für einen CD-/DVD-Player. Diese Displays müssen hochauflösend und schnell sein, damit der Fahrer Informationen schnell erfassen kann.

Hierfür greift Intersil auf das umfassende Bauteilangebot von einfachen Aufwärtsreglern (Boost Regulator) bis hin zu voll integrierten Mehrkanal-Bausteinen mit integrierten VCOM- und Gamma-Referenz-Buffern zurück. Die neueste Generation ist mit einer integrierten Ablaufsteuerung und einem Fehlerschutz ausgestattet. Das gesamte Angebot enthält hochleistungsfähige VCOM-Verstärker für Single-, Dual- und Quad-VCOM-Anwendungen sowie neuere 6- und 8-Kanal-Topologien. Neben herkömmlichen statischen Gamma- und VCOM-Anwendungen hat Intersil programmierbare Lösungen im Programm: Die DCP-Bausteine sind mit oder ohne integrierten Operationsverstärker verfügbar. Die programmierbaren Gamma-Referenzgeneratoren zählten zu den ersten ihrer Art.

Sensor- und Gehäuse-Innovationen

Die Light-to-Digital-Sensoren von Intersil messen sichtbares Licht (Wellenlänge 380 bis 770 nm) und wandeln die Lichtintensität in ein einfach anwendbares digitales 15-Bit-Ausgangssignal im I2C-Standard um. Diese neuen Bausteine enthalten einen Stromverstärker, einen 15-Bit-A/D-Wandler und einen 50-Hz/60-Hz-Sperrfilter, der das Flackern künstlichen Lichts herausfiltert. Die Sensoren bieten eine Spitzenempfindlichkeit von 550 nm Spitzenresonanz, die nahe der des menschlichen Auges liegt, weisen eine geringe Stromaufnahme auf und verbessern die Sichtbarkeit des Panels bei Displays mit Hintergrundbeleuchtung.

Neben der Sensortechnologie wurde für diese Bausteine das innovative, durchsichtige ODFN-Gehäuse (ODFN: Optical Dual Flat No-Lead) entwickelt, durch das Licht an eine vollständig gekapselte Fotodiode gelangt (Bild 2). Umgebungslichtsensoren ermöglichen die automatische Anpassung der Hintergrund-beleuchtung von LEDs in Fahrzeugen als auch die Helligkeitsregelung der LCD-Panels. Über den I2C-Standardausgang steht Entwicklern von Digitalelektronik eine einfache Integrationsmöglichkeit zur Verfügung. Intersil bietet zwei Lichtsensoren, die im Bereich von 0,3 bis 10 000 lux und von 1,0 bis 100 000 lux arbeiten.

Analogsensor-Innovationen

Es liegt auf der Hand, dass Anbieter hochleistungsfähiger Analogbausteine auch eine führende Position bei Sensoren im Automotive-Markt einnehmen. Die Sensoren machen nichts anderes als physikalische Größen im und um das Fahrzeug zu erfassen. Analoghersteller bieten Know-how auf dem Gebiet der Sensortechnik – und das auch für zahlreiche neue Fahrzeugapplikationen, wie z.B. Regensensoren, CO2-Sensoren und Sitzbelegungserkennung.

Zu den relevanten Produktfamilien zählen DCPs (Digital Controlled Potentiometers) zur Verstärkungsregelung; digitale Steuerungen für automatische Anpassungen; Präzisions-Operationsverstärker zur Verstärkung kleiner Sensorsignale; Instrumentierungs-Operationsverstärker zur Temperatur-, Gewichts- und Gasmessung; Spannungsreferenzen für die präzise Temperaturkompensation und Umgebungslichtsensoren zur Tageslichterkennung mit der Empfindlichkeit eines menschlichen Auges.

IntersilTel. +49(0)89 462630

*Susan Hardman ist Vice President and General Manager Automotive and Specialty Products bei Intersil.

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