Mali-C71 hero image

(Bild: ARM)

Im Fahrzeug verarbeitet ein Bildverarbeitungsprozessor wie Mali-C71 sicherheitskritische Informationen – und zwar nicht nur im Rahmen des automatisierten Fahrens. Die Aufgabe eines ISP (Image Signal Processor, Bildverarbeitungsprozessor) besteht darin, die vom Bildsensor kommenden Pixel-Rohdaten so aufzubereiten und weiterzuverarbeiten, dass daraus Bilddaten entstehen, die einerseits ein Display direkt anzeigen kann und die andererseits auch als Inputs für Algorithmen im Rahmen des maschinellen Sehens dienen können. ARM hat jetzt speziell für diesen Zweck eine spezielle IP namens Mali-C71 auf den Markt gebracht, die sämtliche Aufgaben eines ISP übernimmt.

ARM Mali-C71 Die klassischen Aufgaben eines ISP (Bildverarbeitungsprozessor).

Die klassischen Aufgaben eines ISP (Bildverarbeitungsprozessor). ARM

Die Bildverarbeitungsprozessoren der nächsten Generation müssen gleichzeitig Daten generieren, die auf einer Anzeige gerendert werden, und diese Daten parallel zur Verwendung in der Engine für maschinelles Sehen verarbeiten. Diese Aufgaben haben gegenläufige Anforderungen, und der Mali-C71 bietet in einem einzelnen Bildverarbeitungs-Hardwareprozessor Funktionen zur gleichzeitigen Bereitstellung von zwei unterschiedlich verarbeiteten Ausgaben aus einem einzigen Bilddatenkanal.

„Bei einem 28-nm-Prozess benötigt Mali-C71 etwa 2 mm2 Chipfläche“, erklärt Richard York, Senior Director für das Embedded-Sement bei ARM, im Gespräch mit AUTOMOBIL-ELEKTRONIK. Typische Anwendungsfälle der IP sind die Frontkameras der Fahrzeuge (Fußgängerschutz, Lichtsteuerung etc.), Nachtsichtkameras, Fahrerüberwachungskameras und Kameras, die Spiegel ersetzen.

Wie wichtig die Bildbearbeitung im ISP ist und welche positiven Effekte sie haben kann, das sehen Sie in dieser Bildergalerie (danach auf „zurück zum Artikel“ klicken):

Mehr über den sehr großen Dynamikumfang und die möglichen Sensorarchitekturen erfahren Sie auf der folgenden Seite.

Dynamikumfang von 24 Blenden

152201_AM_Richard_York

Richard York (ARM): „Bei einem 28-nm-Prozess benötigt Mali-C71 etwa 2 mm2 Chipfläche.“ ARM

Beim Spiegelersatz zeigt sich sehr gut, welch hohe Qualitäten das menschliche Auge hat und wie hoch der Aufwand eines elektronischen Systems sein muss, wenn der Spiegel durch eine Kamera und ein Display ersetzt wird.  Der Mali-C71 bietet UWDR-Bilderfassung (Ultra-Wide Dynamic Range) mit einem Dynamikumfang von bis zu 24 Blendenstufen (in einigen Fällen mit Details, die für das menschliche Auge nicht mehr sichtbar sind). Damit unterstützt die IP einen Dynamikumfang, der vom dunklen Schatten bis zum hellen Sonnenlicht reicht. Zum Vergleich: die beste digitale Spiegelreflexkamera erreicht einen Dynamikumfang von 15 Blendenstufen. Der Prozessor entfernt Bildrauschen und verarbeitet die Mehrfachbelichtungen der Kamera, erstellt ein Ultra-WDR-Frame und sendet dieses an ein Anzeigegerät oder eine Engine für maschinelles Sehen. Wie wichtig die UWDR-Bilderfassung ist, das wird im Bilderteil dieses Beitrags im direkten Vergleich deutlich.

Neue Sensorarchitektur mit Mali-C71

„Bisher hatte ein Kamerasensor stets seinen eigenen ISP, aber derartige Lösungen sind nicht sonderlich flexibel und darüber hinaus sind die Gesamt-Materialkosten relativ hoch“, stellt Richard York fest. „Mali-C71 hingegen ermöglicht eine zentralisierte Sensorfusion in einem SoC. Diese zentralisierte Verarbeitung unterstützt eine flexible Architektur und spart Aufwand – unter anderem, weil es die Synchronisation der Sensorsignale vereinfacht.“ Mali-C71 ermöglicht die Direktanbindung von vier Kamera-Datenströmen oder aber von 16 Kameras, wenn zusätzlich Framing-Buffer zum Einsatz kommen.

Bis ASIL-D und SIL3

Mali-C71 verfügt über mehr als 300 Fehlererkennungsschaltungen, BIST (Built-in Selft-Test), CRC-Checker für die Datenpfade und mehr, um so Designs zu ermöglichen, die auch den Bestimmungen gemäß ASIL-D und SIL3 standhalten. Außerdem bietet ARM eine vollständige Referenzsoftware zur Steuerung von ISP, Sensor, automatischem Weißabgleich und automatischer Belichtung bereit und plant darüber hinaus die Entwicklung einer umfassenden Automobilsoftware mit ASIL-Kompatibilität.

 

Alfred Vollmer

AlfredVollmer lr
Alfred Vollmer
Chefredakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK

Kostenlose Registrierung

Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.
*

Ich habe die AGB, die Hinweise zum Widerrufsrecht und zum Datenschutz gelesen und akzeptiere diese.

*) Pflichtfeld

Sie sind bereits registriert?

Unternehmen

ARM Germany GmbH

Bretonischer Ring 16
85630 Grasbrunn
Germany