基於 Socionext Miranda 的 CGI Studio 之車用數位儀錶板方案

Socionext近幾年積極發展Automotive Graphics Solution。Socionext 新一代Miranda SoC (SC1810) 系列晶片,擁有高性能的圖像引擎和螢幕控制器,透過CGI Studio設計工具,旨在展現高可靠度、高精細度與高安全性的車載數位儀錶板系統。 

競爭力與優勢

本方案所採用的新一代Miranda晶片,配備了專有的視覺處理器單元 (VPU) 以及2D/3D圖像處理加速引擎,分別支援OpenVX以及OpenGL ES3.x。SC1810針對車載圖形顯示應用進行了優化,運用高性能的圖像引擎和螢幕控制器,能對所有資訊進行統一管理,可整合汽車儀表板、抬頭顯示器、車用資訊娛樂系統 (IVI) 等各種螢幕,並加以控制與顯示的解決方案。

本方案使用CGI Studio設計工具,通過ISO 26262、ASIL、MISRA和SPICE等多個汽車行業重要標準和規定,展示了穩定可靠的高精細度HMI (Human Machine Interface) 數位儀表板系統,也可利用類似PIP (Picture in Picture) 的方式,同步顯示360°立體環景畫面。對開發者而言,能夠簡單完成多種個性化的人機介面設計,非常易於UI設計師操作,加快客戶開發時程,可望實現無縫接軌的HMI、高精細度的顯示、安全的系統。

本方案亦搭配經長時間穩定測試、通過ISO 26262標準,且專為車用方案所開發的專用RTOS操作環境 – Extended T-kernel本方案也預留了6路影像輸入、MIPI影像輸入、3路HDMI影像輸出、FPD-LINK影像輸出、USB、CAN、LINE in/out、乙太網路、SD卡、JTAG等多種豐富IO接口。

 

詮鼎技術支持

詮鼎有充足的軟、硬體技術人員,資源充足下,詮鼎能提供客戶最有力的開發,縮短客戶開發時程。可提供豐富的技術支持,包含:
1. 硬體電路參考設計、電路布局圖、電路設計指南、電路review等技術支持,提供客戶快速開發。
2. 完整的 eT-Kernel 作業系統的BSP、驅動程式、應用程式範例APP等,提供客戶快速開發驗證。
3. 開發環境的安裝指南教學、軟體設計工具的使用教學、工具使用指南等支持,其簡單易懂的操作介面,加快客戶熟悉工具使用方法。
4. EVK開發版的提供,其豐富的IO接口,可提供客戶可以在開發版上做各種應用測試與開發。
5. 問題能及時反映回Socionext原廠,並提供各種專業的技術支持與答覆。


Technical Support





軟體設計架構圖



  • Camera Driver: 初始化鏡頭參數,負責從Serdes傳輸進來的4路影像做擷取。
  • User Library: 詮鼎實作設計不同的顯示的View,並透過Omniview函式庫,呼叫硬體VPU (DPA/WHA) 完成360 AVM影像的貼合,並且導入到FrameBuffer做顯示。
  • CAN Driver: 負責解析從CAN IO串口收到的CAN protocol資料,例如車速、油量;引擎轉速等資訊,透過Middleware層通報上層應用程式做即時顯示。
  • Graphic Driver: 底層硬體GPU的驅動程式,主要負責OpenGL ES函式庫的實作。
  • User Driver: 其他自行開發驅動程式,如LED等。
  • User Application: 即數位儀錶板的應用程式,先在CGI Studio設計工具上設計想要的UI風格,並建立私有函式庫供程式呼叫。應用程式獲取底層回報的CAN等資訊,透過私有庫等API,完成儀錶板、車速、油量、引擎轉速等2D/3D繪圖。也可以按鍵切換模式、將Framebuffer的AVM影像,以PIP的方式,與UI一起疊加顯示在畫面上。



Miranda Evaluation Board Block Diagram





CGI Studio

CGI Studio是一款不受硬體條件限制的HMI軟體設計平台,用於為汽車儀表板和信息娛樂系統創建豐富的2D和3D圖形介面。CGI Studio是應用程序套件的一部分,為汽車系統設計人員提供了一個功能強大的基於MicrosoftWindows®的解決方案,並完全支持OpenGL ES3.x標準,為系統設計人員提供最大的設計靈活性,可縮短汽車應用開發時程。

有別以往越複雜、精細的UI介面,設計上也相對困難,CGI Studio則提供了一個完整的環境,包括用於原型設計,測試和設計微調等各種的強大工具。應用程序套件使系統設計人員能夠從早期構思到設計,原型設計,測試和部署。圖形的初始設計可以從各種流行的圖形軟件應用程序導入CGI Studio,系統設計人員可以在CGI Studio軟件環境中開發和增強設計。也可以在部署之前,在CGI Studio中的目標應用程序的模擬渲染中,驗證界面設計的最終功能和外觀。





CGI Studio工具模塊及其優勢

此外CGI Studio所有工具都針對Socionext圖形產品都進行了優化,更包含了ISO 26262驗證模塊,該功能安全模塊可以對汽車中的功能關鍵組件進行ISO 26262驗證,亦同時符合ASIL、MISRA和SPICE等多個汽車行業重要標準和規定,啟動速度快、占用空間小,並且具有功能安全性和多語言支持優勢,目前已廣泛為各大車廠所使用。








CGI Studio 開發工具操作介面




Extended T-Kernel real-time OS (eT-Kernel)

eT-Kernel為eSOL所開發的高度可靠的實時操作系統(RTOS)平台,長年來的經驗累積,穩定的發展出高可靠性與高安全性的水準,且持續被汽車系統、工業設備、醫療設備、航太等產品所採用,並符合ISO 26262和IEC 61508功能安全標準,符合安全認證的最高級別。 

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►展示 360°環景小車與Serdes轉板

►方案成果展示(1): Cluster

►方案成果展示(2): Cluster+360°立體環景畫面

►核心技術優勢

• Socionext(自富士通時代起)在車用電子設計方面擁有長達十五年的經驗積累,為市場提供車規級晶片設計、測試、量產及可靠性提升把關等服務,是車用領域技術革新的領導者。區別於一般的定制晶片,車規級定制晶片更強調車規的品質把關、認證和流程。Socionext採用可防止不良並減少製造缺陷的設計,通過與製造協力夥伴密切合作開展品質管制等各種措施,致力於提供高品質、高可靠性的產品。 • CGI Studio包含了Photoshop Importer、HTML5、Scene Composer和ISO 26262驗證等模塊,不僅符合ISO 26262,亦同時符合ASIL、MISRA和SPICE等多個汽車行業重要標準和規定,也能有效縮短開發時程。 • 搭載符合ISO 26262和IEC 61508功能安全標準的RTOS環境。 • 最多可支援6路影像同時輸入,以及3路獨立影像顯示同時輸出。 • 開發板預留了6路影像輸入、MIPI影像輸入、3路HDMI影像輸出、FPD-LINK影像輸出、USB、CAN、LINE in/out、乙太網路、SD卡、JTAG等豐富IO接口,可做多種開發測試應用。

►方案規格

• Arm Cortex A9四核心CPU • 2D/3D 圖像引擎,支援OpenGL® ES 3.1 • 搭載SOCIONEXT 專有的視覺硬體加速處理器 • 支援解碼器 : H.264, M-JPEG, 最多可達6路全高清(1920x1080) [30幀] • 支援編碼器 : H.264, 最多可達4路全高清(1920x1080) [30幀] 或 2路全高清(1920x1080) [60幀] • 支援6路全高清影像輸入(1920x1080) [30fps], DRGB, YUV, MIPI-CSI2 • 支援3路全高清影像獨立顯示器(1920×1080p), DRGB, FPD-Link, YUV