Einsatz von dynamisch rekonfigurierbaren FPGAs in Fahrzeugen

Abstract: Die Anforderungen zukünftiger Fahrerassistenzsysteme (ADAS) an Konnektivität, Flexibilität und Verarbeitungsleistung werden immer höher, sodass aktuelle Prozessoren (MCU/DSP) durch immer aufwendigere Algorithmen an ihre Grenzen stoßen. Die vorgestellte Arbeit zeigt ein Konzept, das durch eine flexible FPGA-Architektur eine rekonfigurierbare Hardwarebeschleunigung erlaubt. Statt komplexe Algorithmen weiterhin als Software für MCUs oder DSPs zu implementieren, werden partiell rekonfigurierbare Hardwarekomponenten in FPGAs realisiert. In verteilten Systemen dieser Art werden Daten über Kommunikationsschnittstellen mit anderen Hardwarekomponenten ausgetauscht, sodass eine flexible und skalierbare Architektur entsteht. Zusätzlich gestattet das vorgestellte Konzept Spezialisierung und Redundanz kritischer Verarbeitungseinheiten hinsichtlich Performanz und Ausfallsicherheit. Die FPGA-Implementierung ist modular aufgebaut, sodass die Komponenten beliebig austauschbar und erweiterbar sind. Dies ermöglicht u.a. den Wechsel der Kommunikationsschnittstelle (z.B. von Ethernet nach CAN-Bus) oder die Erweiterung des Netzwerkprotokolls für zukünftige Anforderungen.