Dwanaście trendów w technologii wyświetlania, które kształtują przyszłość motoryzacji

Coraz więcej pojazdów wyposażonych jest w wyświetlacze. Przegląd głównych trendów w technologii wyświetlaczy samochodowych podkreśla najważniejsze z nich i wyjaśnia, w jaki sposób firma ROHM Semiconductor jest częścią tego rozwoju.

Ponad 30 lat temu pierwsze systemy nawigacyjne trafiły do samochodu, a później przekształciły się w centralne wyświetlacze informacyjne (CID). W międzyczasie zrealizowano więcej aplikacji z wyświetlaczami, takimi jak grupy instrumentów, head-up i e-lustra. Równolegle wyświetlacze są również wykorzystywane do innych zastosowań w samochodzie, na przykład do celów rozrywkowych.

12 trendów w technologii wyświetlania w branży motoryzacyjnej

1. 1. Większy wyświetlacz, wyższa rozdzielczość

   Urządzenia mobilne wpłynęły na zapotrzebowanie na wyświetlacze we wszystkich dziedzinach życia i znacznie zwiększyły oczekiwania konsumentów, także w samochodach. Innowacje technologiczne z rynku konsumenckiego są coraz częściej stosowane w samochodach.

   Szczególnie w średnich i wysokich segmentach cenowych w dzisiejszych modelach samochodów stosuje się znacznie więcej wyświetlaczy. Trend zmierza w kierunku większych wyświetlaczy o wyższej rozdzielczości. Poza tym widzimy rozwój w kierunku łączenia kilku wyświetlaczy w jeden w celu uzyskania jednolitego i eleganckiego ogólnego wrażenia. Jednym z popularnych scenariuszy jest połączenie zestawu wskaźników i centralnego wyświetlacza (CID): kierowca siedzi przed zintegrowanym krajobrazem wyświetlaczy, który zaczyna się za kierownicą i rozciąga się na środkową konsolę deski rozdzielczej.

2. 2. Wyświetlacze head-up, lusterka elektroniczne i nie tylko

   Obecnie elektromechaniczne przełączniki i elementy sterujące są coraz częściej zastępowane przez elektroniczne elementy sterujące, które obejmują wyświetlacze z funkcją dotykową. Dotyczy to jeszcze mniejszych elementów sterujących na wyświetlaczu, takich jak sterowanie klimatyzacją, położeniem lusterek zewnętrznych lub przyciskami na wielofunkcyjnej kierownicy.

   Podczas gdy wiele wyświetlaczy elektronicznych zastąpiło konwencjonalne elementy wnętrza samochodu, pojawiły się również nowe rozwiązania. Znanym przykładem jest wyświetlacz head-up, który nie mógłby istnieć bez technologii wyświetlania i projekcji.

   Kolejnym nowym rozwiązaniem są lusterka elektroniczne: Zastąpienie lusterek wstecznych lub zewnętrznych systemem kamer i wyświetlaczy, ponieważ mogą one znacznie rozszerzyć ich funkcje, takie jak lepszy kąt widzenia dla większego bezpieczeństwa. Ponieważ lusterka wystające z pojazdu mogą całkowicie zniknąć, można osiągnąć nawet oszczędność paliwa. W przypadku samochodów osobowych mogą one być niewielkie, ale w przypadku samochodów ciężarowych i autobusów oszczędności mogą być znaczne.

3. 3. Wyświetlacz - centralny komponent dla przyszłych koncepcji interfejsu użytkownika

   Ponieważ funkcje i możliwości w samochodzie stają się coraz szersze, potrzebne są nowe impulsy dla interfejsów użytkownika. Prowadzi to do wielu innowacji w obszarze sterowania dotykiem i gestami, które mają sens tylko przy odpowiedniej technologii wyświetlania: wyświetlacz jest centralnym elementem przyszłych koncepcji interfejsu użytkownika.

   Jak dotąd wszystkie wspomniane trendy w wyświetlaniu koncentrują się na potrzebach kierowcy. Ale istnieje również rosnący rynek skierowany do wyświetlaczy zaprojektowanych z myślą o pasażerach. Na przykład ROHM doświadcza dużego zapotrzebowania na ekskluzywne i zaawansowane technicznie rozwiązania w zakresie wyświetlania, głównie do zastosowań rozrywkowych, umożliwiających producentom samochodów tworzenie nowych modeli biznesowych opartych na dostarczaniu treści.

4. 4. Innowacyjne rozwiązania układowe

   Wszędzie tam, gdzie zainstalowany jest wyświetlacz, ROHM oferuje szeroką gamę innowacyjnych rozwiązań dla przetwarzania strumienia wideo i sterowania panelami wyświetlaczy, a także do ich podświetlania. Jednocześnie firma ROHM zapewnia połączenie każdej aplikacji z szybkimi sieciami, dostarczając im odpowiednią moc, szczególnie w zakresie ich funkcji kontrolnych w ramach bardzo wysokich i stale rozszerzających się standardów bezpieczeństwa w branży motoryzacyjnej.

   Aby wesprzeć projektantów systemów, ROHM zapewnia im odpowiedni pakiet oprogramowania upraszczający programowanie i konfigurację wyświetlacza - ze szczególnym uwzględnieniem wymagań bezpieczeństwa. Ponadto dostępna jest obszerna dokumentacja i notatki aplikacyjne z przykładami projektowymi, a także instrukcje bezpieczeństwa niezbędne do pomyślnej certyfikacji.

5. 5. Zmiana architektury

   Jeszcze kilka lat temu większość systemów wyświetlania posiadała system na chipie (SoC) ze zintegrowaną jednostką przetwarzania grafiki (GPU) umieszczoną obok panelu wyświetlacza. Wykonalność techniczna, aspekty bezpieczeństwa, aspekty komercyjne, ale także obowiązki projektowe i systemowe odegrały decydującą rolę.

   Dostawcy Tier1 dostarczyli zamknięty, spójny system ze zintegrowanymi wszystkimi niezbędnymi funkcjami. Na przykład zestaw wskaźników zawierał wszystkie funkcje w jednym systemie i został zrealizowany i dostarczony przez jednego dostawcę OEM do montażu.

   Ta tak zwana „architektura rozproszona” przechodzi fundamentalną zmianę. Trend w kierunku samodzielnych lub zdalnych ekranów wspiera nową architekturę domeny. Monitory służą głównie do wyświetlania treści - takich jak renderowana grafika i strumienie wideo- to nie jest już tworzone przez SoC lub GPU w systemie wyświetlacza, ale przez jednostkę obliczeniową, kontroler domeny, który jest dalej w samochodzie, na przykład pod tylnym siedzeniem.

6. 6. Zmniejszanie złożoności

   Im bardziej zmniejsza się złożoność po stronie wyświetlacza, tym większa jest swoboda projektantów wnętrz. Synergie można tworzyć na poziomie architektury wraz z rosnącą liczbą wyświetlaczy w samochodzie. Jedna korzyść wynika z połączenia wszystkich procesorów graficznych w jednym miejscu lub nawet w jednym SoC, z którego obsługiwane są wszystkie wyświetlacze. Można zrealizować większą różnorodność opcji dla różnych modeli samochodów, dostosowywanie jest łatwiejsze, aw niektórych przypadkach poprzez prostą zmianę oprogramowania na tej samej platformie sprzętowej.

   Architektura domeny wymaga linii połączeń między kontrolerem domeny a wyświetlaczami. Te linie muszą radzić sobie ze wzrostem szybkości transmisji danych wraz ze wzrostem rozdzielczości wideo. Wyświetlacz musi w końcu odebrać strumień wideo i odtworzyć go ze wszystkimi wymaganymi zasadami bezpieczeństwa. Ponadto większość wyświetlaczy wymaga do prawidłowego działania kanału sterowania i pomocniczego kanału danych.

7. 7. Interfejsy wyświetlacza

   Wraz ze wzrostem rozdzielczości wyświetlaczy rośnie również przepustowość i szybkość interfejsów. Konwencjonalne protokoły, takie jak LVDS, są ograniczone do wysokich rozdzielczości (powyżej 2K) i nie okazują się opłacalne na poziomie systemu. ROHM jest jedną z pierwszych firm, które oferują układy scalone wyświetlaczy dla sektora motoryzacyjnego wyposażone w interfejs eDP (embedded Display Port), niezależnie od tego, czy są to kontrolery T-CON, czy rozdzielacze. Można je łatwo podłączyć do najnowszej generacji układów scalonych Display SerDes dostępnych na rynku.

   Dodatkowo ROHM oferuje kompletne rozwiązanie składające się z T-CON i układów scalonych sterownika dla rozdzielczości wyświetlacza powyżej 6k i dla długości połączeń, które mogą sięgać do 2 m od płyty sterownika do szyby panelu. W ten sposób tak zwany wyświetlacz typu Pillar-to-Pillar - wyświetlacz obejmujący całą szerokość kokpitu samochodowego - jest łatwy do zrealizowania w środowisku motoryzacyjnym.

8. 8. Nowy protokół szeregowy

   Większa przekątna panelu wyświetlacza zwiększa długość łącza od karty sterownika, w tym T-CON, do każdego układu scalonego sterownika. ROHM opracował i wdrożył szybki protokół szeregowy, aby uprościć projekt i zapewnić bezpieczną transmisję sygnałów wideo do wyświetlacza.

   W przeciwieństwie do zastrzeżonego podejścia większości konkurentów, ROHM otworzył interfejs dla zainteresowanych dostawców rozwiązań. Producenci wyświetlaczy, kabli i półprzewodników, a także producenci Tier 1 mogą w równym stopniu skorzystać z tego gotowego ekosystemu.

1. 9. Zapewnienie bezpieczeństwa kierowcy

   Kolejny ważny aspekt dotyczy bezpieczeństwa wyświetlaczy: standardowe wyświetlacze nie mogą być instalowane w samochodzie ze względu na wyższe wymagania dotyczące jakości i bezpieczeństwa. Warunki oświetlenia w samochodzie są ekstremalne i nieporównywalne z wymogami CE. Również wymogi bezpieczeństwa nie kończą się na prostej stabilności mechanicznej. Specyficzny obraz i funkcje kontrolne muszą zawsze zapewniać bezpieczeństwo jazdy.

   Najczęstszy wymóg dotyczący wyświetlaczy istotnych dla bezpieczeństwa, takich jak zestaw wskaźników, jest określony przez ASIL (poziom B), który jest zwykle wdrażany i certyfikowany na poziomie systemu przez producentów pierwszego Tieru. Jest to osiągalne i obsługiwane przez wbudowane układy scalone, które są zaprojektowane do tego celu. ROHM oferuje układy scalone wyświetlaczy, które zapewniają szeroki zakres funkcji, aby spełnić te cele w zakresie bezpieczeństwa. Potwierdza to norma ISO26262, na którą ROHM posiada certyfikat dotyczący rozwoju swoich produktów wyświetlaczy.

2. 10. Analiza obrazu jest kluczowa

   W przypadku wyświetlaczy związanych z bezpieczeństwem, takich jak zestawy wskaźników, wyświetlacze Head-up (HuD), lusterka i wyświetlacze widoku wstecznego, należy przez cały czas zapewnić, że wyświetlacz pokazuje dokładnie zamierzony obraz. W tym celu wyświetlacz musi być stale monitorowany zgodnie z kontrolami określonymi przez cele bezpieczeństwa w odniesieniu do synchronizacji i zawartości strumienia wideo.

   Jedną z najważniejszych funkcji układów scalonych wyświetlaczy firmy ROHM jest zintegrowana analiza obrazu i porównanie do pojedynczego piksela. Porównanie każdej klatki wideo lub wybranego obszaru klatek z predefiniowaną wartością odniesienia jest częścią standardowego repertuaru. Kolejną kluczową funkcją, która ma zastosowanie do wideo generowanego przez kamerę, jest wykrywanie zamrożonego obrazu. Oba są typowymi przykładami błędów, które należy wykryć aby zapewnić bezpieczeństwo w aplikacjach motoryzacyjnych.

3. 11. Dostęp do informacji - w każdej chwili

   Ponadto należy upewnić się, że kierowca zawsze otrzymuje najważniejsze informacje, nawet jeśli, na przykład, żadne dane wideo nie docierają do wyświetlacza z powodu awarii komputera lub przerwania kabla. W tym celu jednostka wyświetlająca musi nadal być w stanie autonomicznie generować przynajmniej uproszczoną grafikę. Na przykład kierowca musi zawsze wiedzieć, w jakim trybie jazdy znajduje się samochód (P, R, N, D) lub jaki jest stan zbiornika paliwa, poziomu naładowania akumulatora lub hamulea ręcznego.

4. 12. Technologia poza danymi

   Sterowanie panelu wyświetlacza z prawidłowymi danymi wideo to tylko jeden z wielu aspektów bezpieczeństwa. Ponadto podświetlenie typowego wyświetlacza TFT / IPS musi być również stale monitorowane. Układy scalone sterowników diod LED muszą również zintegrować funkcje diagnostyczne i statusowe, aby wykrywać i zgłaszać błędy sterowanych diod LED.

   ROHM oferuje wyspecjalizowane układy PMIC (Power Management ICs) do prawidłowego zasilania złożonych paneli wyświetlaczy, które zapewniają bezpieczną i kontrolowaną pracę wyświetlacza za pomocą funkcji diagnostycznych i statusowych.

Dzięki swoim kompetencjom w dziedzinie technologii wyświetlaczy ROHM Semiconductor przyczynia się do kształtowania przyszłości motoryzacji już dziś.