SoC – System-on-Chip: hohe CPU- und Grafikleistung für den Kfz-Infotainment-Markt

Schnell mit Multi-Core-Architektur

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Mit mehr als 25 000 DMIPS bietet das System R-Car H2 hohe Rechenleistung und moderne 3D-Grafikfähigkeiten für High-End-Multimedia- und Navigationssysteme im Auto. R-Car H2 wird von der ARM-CortexA-15-Vierkern-Konfiguration mit einem zusätzlichen ARM-CortexA-7-Vierfach-Kern angetrieben. Dabei handelt es sich um die erste Implementation eines Quad ARM CortexA 15 mit big.little-Technik in einem Automotive-SoC.

Autor: Matthias Wenzel, Manager, Automotive Information Systems, Renesas Electronics Europe GmbH, Düsseldorf

Leistungsfähige Audio/Video-Hardwarebeschleuniger ermöglichen Funktionen wie 4 x HD 1080p Video En/Decodierung mit Blu-ray-Unterstützung bei 60 Frames/s, Bild-/Spracherkennung und hochauflösende 3D-Grafik fast ohne CPU-Belastung. Die implementierten Hardwaremodule ermöglichen auch Verbesserungen bei den Display-Inhalten, wie sie für die parallele Verarbeitung von Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) und Navigationsdaten neben der Verarbeitung von Filmen/DVDs erforderlich sind.
Das R-Car H2 SoC enthält weiterhin eine PowerVR Series6 G6400 Graphics Processing Unit (GPU) von Imagination Technologies – die weltweit erste GPU-Implementation in einem Automotive-SoC, die der R-Car-Serie modernste 3D-Grafikfähigkeiten verleiht. Die Grafikleistung der R-Car-H2-Lösung zählt zum Besten, was heute auf dem Automotive-Embedded-Markt erhältlich ist. Die GPU eignet sich nicht nur zur Unterstützung offener Technologien wie OpenGL ES 2.0, sondern auch für die Standards OpenGL ES 3.0 und OpenCL. Dank seiner Unterstützung offener Grafikstandards und seiner hochmodernen IPs eignet sich R-Car H2 bestens als Plattform zur Entwicklung von Infotainment-Systemen der nächsten Generation.
Der als optionales Feature in R-Car H2 implementierte IMP-X4 Core von Renesas verarbeitet Bilder in Echtzeit und erlaubt Entwicklern die Implementation neuartiger Augmented-Reality-Funktionen. Um die Vorteile des neuen IMP-X4 Cores vollständig nutzen zu können, kann R-Car H2 zudem mit bis zu vier unabhängigen Kamera-Eingangskanälen arbeiten und ermöglicht damit eine einfache Implementation von 360°-Kameradarstellungen mit Bilderfassung, um nur ein Beispiel für mögliche Fahrerassistenzfunktionen zu nennen. Zusätzlich wird auch OpenCV-Unterstützung für IMP-X4 angeboten. R-Car H2 bietet die beste Integration hochmoderner Sicherheitskonzepte und Infotainment-Features, die es heute auf dem Automotive-Markt gibt.
Effiziente Busarchitektur
R-Car H2 nutzt eine äußerst effiziente Busarchitektur mit dedizierten CPU- und IP-Cache-Speichern, dank derer Renesas den DDR3-Speicherbandbreiten-Bedarf reduzieren konnte. Zur Sicherung einer passenden Speicherbandbreite enthält R-Car H2 zwei voneinander unabhängige DDR3-1600-32-Bit-Schnittstellen. Gegenüber einer einzigen 64-Bit-DDR-Schnittstelle ermöglicht dies einen wesentlich effizienteren Simultanzugriff auf unterschiedliche Inhalte. Dem Anwender bietet die R-Car-Produktfamilie damit die leistungsfähigste Multitasking- Verarbeitungslösung des heutigen Automotive-Marktes.
Stromverbrauch minimieren
Bei der Entwicklung der SoCs (System-on-Chip) der R-Car-Serie nutzt Renesas seine Erfahrungen aus dem Bereich des Mobilfunks, bei dem die Verringerung des Stromverbrauchs eine wichtige Priorität ist. Die genutzten Technologien aus diesen Mobilfunkprodukten übertrug Renesas auf seine Automotive-SoCs und erzielte damit eine innovative und effektive Optimierung und Steuerung des Stromverbrauchs.
R-Car H2 enthält leistungsfähige Automotive-Schnittstellen wie Ethernet AVB, MOST-150 und CAN sowie Massenspeicher-Interfaces wie SATA, USB3.0/2.0, SDcard und PCI Express zur Systemerweiterung. Als Bausteinoption ist die GPS-Baseband Engine kompatibel zu allen aktuellen Navigations-Standards. Aber selbst hier sind die Integrationsmöglichkeiten des R-Car H2 noch nicht ausgeschöpft: Ein 24-Bit-DSP für eine Codec-gestützte, hochqualitative Audioverarbeitung mit in Hardware implementierten Sample-Rate-Wandlern und Audio-Mischung gehört ebenfalls zur großen Palette der abgedeckten Funktionen. Die R-Car-Produktfamilie von Renesas bietet die breiteste Auswahl an hochmodernen Automotive-Peripherieelementen auf dem heutigen Markt. Die Ethernet-AVB-Lösung ist die umfassendste Implementation von Ethernet AVB auf dem Markt, deckt die komplette Ethernet-AVB-Spezifikation ab und erfüllt alle Spezifikationsanforderungen des Kfz-Elektronikmarktes.
Robuste Infrastruktur
Mit R-Car H2 bietet Renesas nicht nur besonders hohe Verarbeitungsleistung, sondern auch eine robuste Infrastruktur mit Board Support Packages (BSPs), Middleware, Entwicklungsumgebungen und Partnerlösungen, die eine schnelle Prototypenerstellung sowie eine erhebliche Verringerung der Entwicklungskosten für High-End-Produkte ermöglichen.
„Die Produkte der R-Car-Serie der ersten Generation setzten sich gut im Kfz-Infotainment-Markt durch“, betont Ryuji Omura, Executive Manager bei der Renesas Electronics Corporation. „Zur Abdeckung der verschiedenen Kundenanforderungen zielt die zweite Generation der R-Car-Serie – wie etwa R-Car H2 – auf eine noch weitergehende Ausweitung der Infrastruktur mit etlichen unserer Partner, wie etwa Anbietern von Embedded-Betriebssystemen, Middleware und zusätzlichen Tools.“
Renesas, Tel.: 0211 6503-0,
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