Regen-Sensortechnologie für das Software-definierte Fahrzeug

Die Regen-Licht-Tunnel-Sensorik (RLT) im Auto sorgt für eine automatische Erkennung der Wetter- und Lichtverhältnisse, um dann Scheibenwischer und/oder Licht in Gang setzen zu können. Eine Leuchtdiode sendet dazu einen Lichtimpuls auf die Windschutzscheibe, die das Licht bei trockener Scheibe vollständig, bei Regen entsprechend geringer reflektiert. Ein hochempfindlicher Empfänger ermöglicht die Verarbeitung des Dioden-Eingangssignals, sodass Regen und Wassertropfen zuverlässig erkannt werden, um Scheibenwischer oder Licht im Auto entsprechend zu steuern.

Für den Sensor-IC E527.06 RLT hat Elmos sein Hardware-Know-how mit der Software-Engineering-Expertise von Intellias kombiniert. Von der Anforderungserfassung bis zum Testen – Intellias bearbeitet und überwacht in seinem Software-Labor in Portugal mit etwa 30 Software-Ingenieuren mehrere Projekte sowohl für Elmos als auch für Area 21 Software, die für Software-Entwicklung zuständige Elmos-Tochter. Das Unternehmen unterstützt außerdem mit wichtiger Beratung zu Systemtechnik und Projektmanagement.

Das Ergebnis der Zusammenarbeit von Elmos und Intellias ist ein Produkt, das die RLT-Sensorik für Automobilanwendungen deutlich verbessert. Er verfügt über einen eingebetteten 32-Bit-Arm-Cortex-M23-Mikrocontroller, vereinfacht leistungsfähige Diagnosefunktionen und beschleunigt die Entwicklung von Automobilanwendungen durch das zugehörige Software Development Kit (SDK).

Das E527.06-IC wurde speziell für optische Sensorelemente entwickelt, und seine Hauptanwendung liegt in der Regen- und Umgebungslichterfassung für Fahrzeuge. Der eingebettete 32-Bit-Arm-Cortex-M23-Mikrocontroller führt dabei die Anwendungslogik bei der Integration in ein Fahrzeugsystem aus. Er bietet nicht nur eine hohe Verarbeitungsleistung, sondern ist auch mit spezieller Hardware gepaart, die zeitaufwendige Messaufgaben übernimmt, was den Sensor zu einer wesentlichen Komponente für anspruchsvolle Automobilanwendungen macht.

Was den E527.06 von anderen Sensor-ICs unterscheidet, ist seine Vielseitigkeit. Mit einer speziellen Architektur, die komplexe Aufgaben bewältigt, ermöglicht der Sensor umfangreiche Diagnosen, was seine Leistung in kritischen Anwendungen erhöht. Zur Einhaltung der funktionalen Sicherheit (ISO 26262) bietet die Architektur außerdem folgende Diagnosemöglichkeiten:

• Diagnostische Spannungsüberwachung: Das IC misst kontinuierlich mehrere interne und externe Spannungen, um eine breite Palette von Diagnosefunktionen zu ermöglichen. Diese Messungen stellen sicher, dass alle internen Referenzspannungen innerhalb ihres spezifizierten Bereichs bleiben und unterstützen auch die Diagnose der angeschlossenen Fotodioden.
• Lichterkennungsdiagnose: Die Lichtmessschaltung kann getestet werden, indem der von der externen Fotodiode erzeugte Strom durch einen bekannten internen Teststrom ersetzt wird.
• Diagnostik der Regenerkennung: Das System führt in regelmäßigen Abständen eine Diagnose des Regensensors durch, indem es regenähnliche Eingänge in den Messkreis simuliert. Dadurch wird bestätigt, dass die gesamte Messkette wie vorgesehen funktioniert.

Diese Fähigkeiten des Sensor-ICs machen ihn einerseits sehr effizient, aber die große Bandbreite an Funktionen kann andererseits für Entwickler viel Einarbeitungszeit und eine langwierige Lernkurve bedeuten. Deshalb verfügt er über ein begleitendes Software Development Kit (SDK).

Das SDK wurde speziell auf den E527.06 zugeschnitten und bietet eine umfassende Dokumentation, Beispielcode und ein Software-Framework, das Entwicklern hilft, die komplexen Funktionen des Sensors problemlos zu nutzen.

Das SDK stellt ein einsatzbereites Anwendungsbeispiel zur Verfügung, das das Umgebungslicht mit zwei Fotodioden misst und eine funktionale Regenerkennungsschleife enthält. Es bietet auch mehrere Diagnosemessungen und führt Lichtsensorkalibrierung durch. Dieses Anwendungsbeispiel baut auf dem Software-Framework auf, das das komplexe Messsystem koordiniert und die Messergebnisse liefert. Das Framework ist anwendungsunabhängig und eignet sich daher für eine Vielzahl von Anwendungsfällen.

So verkürzt das SDK die Lernkurve erheblich und ermöglicht es Entwicklern, den E527.06 schnell zu verstehen und die Komplexität der Hardware souverän zu nutzen. Die Zusammenarbeit von Area 21 und Intellias führte hier zur Entwicklung einer hochgradig modularen und konfigurierbaren Software, die es jedem Modul ermöglicht, sich auf spezifische Aufgaben zu konzentrieren. Diese Architektur vereinfacht nicht nur den Lernprozess, sondern minimiert auch das Risiko von systemweiten Ausfällen und rationalisiert den gesamten Entwicklungsprozess.

Das SDK vereinfacht nicht nur die Entwicklung, sondern beschleunigt auch den gesamten Produktentwicklungszyklus. Vorgefertigte Funktionalitäten und wiederverwendbare Komponenten ermöglichen es Entwicklern, sich auf spezifische Anwendungen zu konzentrieren und so die Zeit bis zur Markteinführung neuer Lösungen für die Automobilindustrie zu verkürzen. Die wiederverwendbaren Komponenten des SDK sorgen dafür, dass Software nicht wiederholt von Grund auf neu geschrieben werden muss, was sowohl Zeit als auch Ressourcen spart. Dies beschleunigt nicht nur die Entwicklung, sondern senkt auch die Kosten für die Kunden.

Der E527.06 wurde speziell für die strengen Anforderungen der Automobilindustrie, der funktionalen Sicherheit (ISO 26262) und der Zuverlässigkeit (AEC-Q100) entwickelt. Diese integrierten Standards sorgen für die Konformität und reduzieren gleichzeitig den Bedarf an zusätzlichen Qualifizierungsprozessen.

Das Sensor-IC E527.06 spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung von Sicherheit und Komfort im Fahrzeug. Es passt das Beleuchtungssystem eines Fahrzeugs automatisch an die Umgebungslichtbedingungen an und aktiviert die Scheibenwischer, wenn Feuchtigkeit erkannt wird. Darüber hinaus kann der Sensor die Klimatisierung durch Messung der Sonnenlichtintensität regeln und so eine optimale Temperaturkontrolle im Fahrzeug erreichen.

Eine weitere Funktion ist die Überwachung des Taupunkts auf der Windschutzscheibe durch einen angeschlossenen Feuchtigkeitssensor. Dadurch kann das System automatisch die Klimaanlage aktivieren, bevor die Scheibe beschlägt, was die Sicherheit des Fahrers erhöht. Der Sensor unterstützt auch Head-up-Display-Systeme (HUD) und passt die Helligkeit des Displays an die Straßenbedingungen an, um eine optimale Sicht zu ermöglichen.

Das Sensor-IC-E527.06 bietet so insgesamt eine äußerst multifunktionale Lösung, die zahlreiche Anwendungen im Automobilbereich in einem einzigen IC vereint und dabei nur eine kleine Grundfläche benötigt. Mit der Unterstützung des umfassenden SDK können Entwickler den E527.06 nahtlos in Automobilsysteme integrieren und so die Sicherheit, den Komfort und die Bequemlichkeit in Fahrzeugen der nächsten Generation verbessern. (na)