車(chē)用多媒體傳控網(wǎng)絡(luò)：MOST技術(shù)

前言

雖然目前已有許多種車(chē)用電子的傳控接口，如LIN Bus、CAN Bus、FlexRay等，但這些傳控接口的傳輸速率表現(xiàn)，都無(wú)法滿足車(chē)用多媒體信息的運(yùn)載傳輸之需，其中LIN Bus只有20kbps，CAN Bus只有1Mbps，F(xiàn)lexRay一般而言也只有10Mbps，雙線并用才能達(dá)20Mbps，這些都不足以用來(lái)傳遞實(shí)時(shí)性的多媒體信息。

然而，隨著車(chē)內(nèi)娛樂(lè)系統(tǒng)的發(fā)展、傳控技術(shù)的精進(jìn)(如：倒車(chē)后方視訊畫(huà)面)，車(chē)用電子愈來(lái)愈需要使用多媒體式傳輸，最適合此方面的傳輸接口就屬MOST(Media Oriented Systems Transport，媒體導(dǎo)向系統(tǒng)運(yùn)送)，其次才是今日盛行的藍(lán)牙(Bluetooth)。不過(guò)，Bluetooth絕對(duì)無(wú)法全然取代MOST在車(chē)用多媒體傳輸?shù)牡匚弧?/p>

首先，MOST是實(shí)線傳輸，而且是光纖線路傳輸，而且可以是塑料光纖(比較省成本)，使用光纖可以讓信息傳量加大，未來(lái)的傳輸提升潛力也較高，同時(shí)也較能堅(jiān)穩(wěn)傳輸(因?yàn)闆](méi)有接地回路，也不受電磁干擾)，這些是Bluetooth的無(wú)線傳輸所不及的。

其次，Bluetooth的傳輸效能也不足，即便是強(qiáng)化傳輸率(Enhanced Data Rate;EDR)3倍的Bluetooth 2.0也都只有3Mbps，比CAN Bus還低，且Bluetooth在單一個(gè)Piconet區(qū)網(wǎng)內(nèi)僅允許8個(gè)裝置相互聯(lián)系，節(jié)點(diǎn)裝置數(shù)也明顯不足。

所以，MOST依舊會(huì)是車(chē)用電子中的最佳多媒體傳控網(wǎng)絡(luò)，Bluetooth可以作為備用輔助，可以用來(lái)傳遞簡(jiǎn)單的音訊(如：語(yǔ)音播報(bào)、娛樂(lè)音效)或GPS導(dǎo)航信息等，至于更實(shí)時(shí)性要求、更嚴(yán)苛性要求的音視訊傳輸還是需要使用MOST傳控網(wǎng)絡(luò)。

有鑒于此，本文將對(duì)MOST傳控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更多的說(shuō)明與介紹，期望能為有心于車(chē)用電子傳控設(shè)計(jì)者帶來(lái)些許助益。

2003年MOST的傳控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步擴(kuò)展，至少有10種的歐洲量產(chǎn)車(chē)采行了MOST技術(shù)，包括德國(guó)的保時(shí)捷、奧迪、朋馳、寶馬，瑞典的富豪、紳寶，意大利的飛雅特、蘭吉雅，法國(guó)的雪鐵龍、標(biāo)致等。

MOST除了核心的主標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范外，實(shí)體接線層面也允許在“電線”與“光纖”間替換運(yùn)用，此外也有定義支持MOST傳輸?shù)膽?yīng)用型態(tài)(Profile)，如Tuner調(diào)諧器、CD播放機(jī)、放大器(也稱：擴(kuò)大機(jī))等。

一、MOST發(fā)展概述

MOST傳控網(wǎng)絡(luò)(也可稱：傳控接口)的發(fā)展可追溯到1997年，MOST的技術(shù)概念來(lái)自當(dāng)時(shí)MOST Cooperation公司所發(fā)起的一項(xiàng)非正式合作，到了1998年該公司以之前的合作為基礎(chǔ)，結(jié)合17家國(guó)際級(jí)的汽車(chē)制造商(Carmaker)與超過(guò)50家的關(guān)鍵汽車(chē)組件供貨商(Key Component Supplier)，以共同研發(fā)MOST傳控技術(shù)。

MOST在制訂上完全合乎ISO/OSI的7層數(shù)據(jù)通訊協(xié)議參考模型，而在網(wǎng)線連接上MOST采行環(huán)狀拓樸，不過(guò)在更具嚴(yán)苛要求的傳控應(yīng)用上，MOST也允許改采星狀(亦稱放射狀)或雙環(huán)狀的連接組態(tài)，此外每套MOST傳控網(wǎng)絡(luò)允許最多達(dá)64個(gè)的裝置(節(jié)點(diǎn))連接。

MOST也支持隨插即用(Plug and Play;PnP)機(jī)制，如此就可在MOST傳控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作時(shí)直接加插裝置或移除裝置，增加擴(kuò)充、維修及使用等各方面的便利性。

再者，在MOST傳控網(wǎng)中有一個(gè)時(shí)序主控者(Timing Master)的節(jié)點(diǎn)，此節(jié)點(diǎn)會(huì)持續(xù)地將資料訊框送入環(huán)狀接線中，等于是在扮演一個(gè)資料閘門(mén)(The gate for data)的角色。此外，在傳輸?shù)挠嵖蛑?，其前段的預(yù)序(Preamble)部分，或稱封包檔頭(Packet Header)部分將會(huì)重復(fù)地發(fā)送，與休閑中的時(shí)序受控者(Timing Slave)保持同步性。

再來(lái)，MOST的總數(shù)據(jù)傳輸率為24.8Mbps，這已是將音視訊的串流資料與封包傳控資料一并列計(jì)，在24.8 Mbps的頻寬中還可區(qū)隔成60個(gè)傳輸信道、15個(gè)MPEG-1的視訊編碼信道，這些可由傳控設(shè)計(jì)者再行組態(tài)、規(guī)劃與調(diào)配。

值得一提的是，MOST在精省成本的努力不僅是在線路材質(zhì)上，使用塑料光纖的精省法只是其一，傳輸方面也因?yàn)椴尚型椒绞蕉恍枰O(shè)置“收發(fā)緩沖”及進(jìn)行“取樣率轉(zhuǎn)換”，如此也一樣有助于成本精省。

MOST分布規(guī)模(由于MOST有較重的歐規(guī)味道，以致美國(guó)車(chē)種的采用比例偏少，僅占9%，而歐洲車(chē)種采行最多，達(dá)58%，亞太車(chē)系則介于兩者間，為33%。)

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二、MOST機(jī)制概述

接著，我們更進(jìn)一步地說(shuō)明MOST的傳控細(xì)節(jié)，老實(shí)說(shuō)MOST的傳輸技術(shù)近 似于公眾交換式電話網(wǎng)絡(luò)(Public Switched Telephone Network;PSTN)，有著數(shù)據(jù)信道(Data Channel)與控制信道(Control Channel)的設(shè)計(jì)定義，控制信道即用來(lái)設(shè)定如何使用與收發(fā)數(shù)據(jù)信道。

一旦設(shè)定完成，資料就會(huì)持續(xù)地從發(fā)送處流向接收處，過(guò)程中不用再有進(jìn)一步的封包處理程序，將運(yùn)作機(jī)制如此設(shè)計(jì)，最適合用于實(shí)時(shí)性音訊、視訊串流傳輸。

當(dāng)然，不是所有的信息傳遞都要實(shí)時(shí)同步，例如Internet上網(wǎng)瀏覽、GPS導(dǎo)航信息等，這些資料的傳遞特性是不定時(shí)的短期突增，這類(lèi)型的傳輸就不需要用上前述的同步機(jī)制，而可以使用較不講究時(shí)效性的異步收發(fā)，事實(shí)上MOST傳控網(wǎng)也支持這種傳遞方式，更簡(jiǎn)單地說(shuō)，MOST同時(shí)支持與提供時(shí)效性、同步的串流傳輸與非時(shí)效性、異步的數(shù)據(jù)傳輸。

在MOST傳控中其實(shí)存在著三種型態(tài)的傳輸：1.Control控制信息的傳輸;2.Packet非時(shí)效性的封包數(shù)據(jù)傳輸;3.Real-Time Information實(shí)時(shí)性的串流數(shù)據(jù)傳輸(即是指：音訊、視訊)。

若再具體說(shuō)明些，其實(shí)同步性的影音傳遞最高允許達(dá)24Mbps的傳輸率，而控制傳遞與封包數(shù)據(jù)傳遞其實(shí)都被認(rèn)定為異步傳遞，異步的傳遞最高可至14.4Mbps頻寬。

既然異步數(shù)據(jù)傳遞與控制傳遞共擠“異步頻寬”，那么哪一天封包數(shù)據(jù)傳量暴增時(shí)，不就會(huì)影響到控制信息的傳量、傳速?關(guān)于此其實(shí)不用擔(dān)心，MOST傳控設(shè)計(jì)上已經(jīng)考慮到此點(diǎn)，無(wú)論如此都會(huì)保留700kbps以上的頻寬給控制用傳遞，有余裕的頻寬才會(huì)配撥給資料數(shù)據(jù)傳遞，而控制性傳輸?shù)牟糠忠脖环Q為副信道(Sub-Channel)。

MOST傳控技術(shù)上的數(shù)種特性。包括：1.最多可連接64個(gè)節(jié)點(diǎn)、2.兩節(jié)點(diǎn)間最多可有8個(gè)接口接頭接位(連接器)、3.最長(zhǎng)可達(dá)10公尺、4.最克簡(jiǎn)(克難簡(jiǎn)樸)的連接型態(tài)。

三、MOST的強(qiáng)悍支持者

本文最末，也要來(lái)了解一下MOST技術(shù)有哪些代表性的支持業(yè)者。

首先是車(chē)廠(汽車(chē)制造商)部分，此方面的支持業(yè)者主要有德國(guó)的BMW(寶馬)、美國(guó)的戴姆勒克萊斯勒(DaimlerChrysler，簡(jiǎn)稱DC，今日已歸屬于德國(guó)BENZ朋馳集團(tuán)之下)、美國(guó)的福特(Ford)、美國(guó)的通用汽車(chē)(General Motors;GM)等。

其次是一線(Tier-1)的車(chē)用電子供貨商，此方面大體有德國(guó)的Bosch(博世)、美國(guó)的Delco(GM通用汽車(chē)旗下的所屬部門(mén))、日本的Denso(TOYOTA豐田汽車(chē)旗下的所屬部門(mén))、德國(guó)的Infineon(英飛凌)等。

再來(lái)，車(chē)用影音設(shè)備的制造商也不容忽略，此方面包括英國(guó)蘇格蘭的Linn Products(精密音響設(shè)計(jì)公司)、美國(guó)的Motorola摩托羅拉、荷蘭的Philips飛利浦、日本的Sony新力索尼等業(yè)者都表態(tài)支持MOST技術(shù)。

現(xiàn)有的MOST的傳輸率為24.8Mbps，往后MOST將朝50Mbps與150Mbps的更高速化方向努力。圖為目前電線式MOST傳輸?shù)奶嵘龢?gòu)想，運(yùn)用2組無(wú)屏蔽的雙絞線來(lái)達(dá)到50Mbps的高速傳輸，1組專(zhuān)注于傳送、另1組專(zhuān)注于接收，且接收與發(fā)送各有1組被動(dòng)式模擬濾波器接應(yīng)，更重要的是此作法不需用上任何新制程。