Infotainment Die 3-GBit/s-Datenautobahn im Auto

Mit einer Datenrate von 3 GBit/s und zahlreichen neuen Funktionen ist die zweite Generation des Automotive Pixel Links APIX2 von Inova Semiconductors mehr als „nur“ ein klassischer Display-Link. APIX2 ist eine multifunktionale Datenautobahn im Auto, die neben mehreren digitalen Video- und Audiokanälen gleichzeitig auch zahlreiche Busprotokolle übertragen kann.

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Inova Semiconductors GmbH

Mit APIX hat Inova Semiconductors 2007 erstmals einen 1-GBit/s-Display-Link für das Auto vorgestellt, der nicht nur als reiner Video-Link eingesetzt werden konnte. APIX verfügt im Gegensatz zu anderen Display-Links über ein eigenständiges Taktsystem, bei dem der Übertragungstakt für den seriellen Datenstrom nicht vom Pixelclock abgeleitet, sondern im Baustein selbst erzeugt wird.

Alle Daten unabhängig voneinander über ein einziges Kabelsystem

Mit APIX war es so erstmals möglich, anstelle der bis dato üblichen getrennten Übertragung von Video- und Steuerdaten mit LVDS und CAN, alle Daten gemeinsam und trotzdem völlig unabhängig voneinander über ein einziges Kabel/Steckersystem zu übertragen - eine deutliche Einsparung an Gewicht, Platz und vor allem auch Kosten.

APIX wird seit 2008 im Fahrzeug eingesetzt, nach seiner Premiere im Head-Up-Display des neuen 7er-BMW nun auch bei weiteren Fahrzeug-Herstellern in Europa und den USA. APIX wird dabei längst nicht mehr nur zur Anbindung von Displays verwendet.

Es sind bereits zahlreiche Bausteine mit APIX-Schnittstelle verfügbar

Die Möglichkeit, Pixel- und Steuerdaten gemeinsam, aber dennoch unabhängig voneinander über ein Kabel zu übertragen, macht APIX mehr und mehr auch für kameragestützte Fahrerassistenz-Systeme interessant, etwa für die Verkehrszeichen- und Sitzplatz-Erkennung. Auch erste Rundumsicht-Systeme mit mehreren APIX-Links sind bereits in Entwicklung.

Und APIX ist dabei nicht nur als diskreter Link mit Tx- und Rx-Baustein von Inova Semiconductors verfügbar. Halbleiterhersteller wie Fujitsu und Toshiba haben die APIX-Technologie lizenziert und bieten bereits ein ganzes Portfolio an Grafik-Controllern, -Prozessoren und -Displaycontrollern mit APIX-Schnittstelle an.

Ein klar definierter „Physical Layer Standard“ sorgt dabei für die uneingeschränkte Interoperabilität sämtlicher APIX-Produkte untereinander, egal ob von Inova selbst oder von den Lizenzpartnern. Da es mit Spartan 6E von Xilinx auch erste FPGA-Lösungen mit integrierter APIX-Schnittstelle gibt, hat der Anwender für sein System heute bereits eine breite Auswahl zueinander kompatibler Produkte mit APIX-Schnittstelle zur Verfügung.

APIX adressiert das Auto und die Industrie

Das durchgängige APIX-Konzept findet nicht nur in Automotive-Anwendungen immer mehr Anwender. Mit dem starken Aufkommen von kompakten PC-Plattformen mit Intel Atom-Prozessor auch in Industrieanwendungen steigt dort ebenfalls der Bedarf für eine kompakte Display-Schnittstelle, über die gleichzeitig auch Daten mit dem abgesetzten Display ausgetauscht werden können. Diese muss — wie APIX — auch die sehr hohen Anforderungen an Störfestigkeit und EMV-Verträglichkeit im rauen Industrieumfeld erfüllen.

Erste Industriesysteme mit APIX-Schnittstelle sind bereits in Entwicklung. Der Embedded-Spezialist congatec etwa bietet bereits eine Dual-APIX-PCI-Express-Karte und ein komplettes Evaluation Kit auf Basis seiner XTX-Plattform mit Intel Atom CPU unter WinXP an.

Damit können Anwender ohne großen Entwicklungsaufwand — praktisch plug-n-play — sehr einfach komplette Systeme aufbauen. Dieses Konzept findet wiederum bei den Automotive-Anwendern Interesse, da sie auf diese Weise z.B. sehr einfach PC-basierende Testsysteme für ihre APIX-Display-Einheiten aufbauen können.

Nicht nur aus der Industrie kommen aber verstärkt Anfragen, neben den kleinen 5- bis 7-Zoll-Touch-Displays künftig auch größere Formate über den APIX-Link betreiben zu wollen. Mit dem Trend zu immer größeren und höher auflösenden Displays auch im Auto werden demnächst auch dort Display-Links mit deutlich höheren Übertragungsraten als 1 GBit/s benötigt.

Der Startschuss für APIX2 fiel bereits 2008

Deshalb begann Inova Semiconductors anfangs 2008 damit, die Machbarkeit eines 3-GBit/s-Physical-Layer für das Auto zu untersuchen. Dieser musste neben allen technischen Anforderungen wie EMV-Festigkeit, Stabilität, Robustheit u.a. auch die kommerziellen Vorgaben erfüllen.

So wollten die Fahrzeughersteller weiterhin die gleichen günstigen Kabel- und Bordkomponenten einsetzen wie bei der 1-GBit/s-Technik, teure HF-Materialien wie Teflonkabel waren trotz der deutlich höheren Frequenzen keine Option.

Im Rahmen eines umfangreichen Forschungsprojekts, das auch vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde, entwickelte Inova Semiconductors u.a. neue Verfahren und Techniken zur Signalkonditionierung. Damit ist es nun u.a. möglich, serielle Datenströme mit 3 GBit/s mit herkömmlichen Kupferkabeln zuverlässig auch über größere Entfernungen zu übertragen.

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