基于DSP的免持車載系統(tǒng)開辟新天地

這幾年，許多國家都通過或推薦審議相關(guān)法律，禁止司機駕駛時使用手持電話。一些生產(chǎn)商也發(fā)布了免持車載移動電話系統(tǒng)。

不幸的是，市場上的劣質(zhì)產(chǎn)品的效果并不理想。大多數(shù)免持移動電話都采用短距離藍牙無線技術(shù)作為實際標準。然而，免持系統(tǒng)供應商仍有幾個挑戰(zhàn)需要面對，因為汽車造就了一個十分惡劣的環(huán)境，嚴重影響音頻質(zhì)量、安全性和可靠性。藍牙技術(shù)的進步還表現(xiàn)在它定義了幾種新規(guī)范，使免持電話系統(tǒng)能夠增添一些誘人的功能。

如今，人們期望車載系統(tǒng)提供一個全面的信息娛樂和遠程通信解決方案。模塊化的車載套件平臺應該有能力在低功耗、小尺寸、低成本、易生產(chǎn)、可測試和高品質(zhì)的前提下支持目前所有的功能。

免持套件（Hands-Free Kit － HFK）市場

2007年，移動電話的全球交貨量預期超過6億部，其中30％采用藍牙技術(shù)。藍牙設備目前有10億件，至2010年將超過20億件，其中大部分是移動電話、耳機和車載套件。

先進的基于數(shù)字信號處理器（DSP）的免持車載套件能滿足人們不斷增長的對高質(zhì)量、低成本的解決方案的需求，如圖1所示。這類套件具有出色的音頻處理算法和直觀、友好的藍牙功能，為駕駛者提供絕佳的駕駛體驗。

圖1 基于DSP的免持套件 本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201706/350856.htm

由于汽車產(chǎn)品對質(zhì)量要求嚴格，移動電話廠商和產(chǎn)品型號繁多，要提供一種優(yōu)質(zhì)、低成本的解決方案絕非易事。現(xiàn)有的高質(zhì)量方案對于普通消費者往往過于昂貴?；芈曄徒翟爰夹g(shù)是高端免持車載套件的核心功能，現(xiàn)在已不再是什么奢侈享受。

車內(nèi)的惡劣環(huán)境，如高溫，可能影響聲音質(zhì)量。電、風和其他噪聲比比皆是，強度忽高忽低，很容易使麥克風處于飽和狀態(tài)。設備還要經(jīng)受高強度的機械振動和沖擊。我們需要復雜的信號處理、堅實的設計和嚴格的測試來保證設備穩(wěn)定地工作，而消費者要付出高昂地代價來獲得這些好處。

除了免持這樣的基本需求之外，在一個模塊中還可以提供諸如無線音頻流（MP3、WMA、AAC）、CAN、GPS、GSM、WiFi、WiMAX、UWB、海量存儲、高清視頻等，使免持車載套件成為車內(nèi)的信息娛樂和遠程通信平臺。幾種駕駛情形尤其需要高質(zhì)量的免持車載套件。

免持移動電話呼叫

免持車載套件從車內(nèi)立體聲音響播放來電，由麥克風拾取司機的話音。如果司機有藍牙音頻設備，還可以用車內(nèi)音響播放音樂。有來電時，音樂的音量會自動降低并暫停，因為鈴聲也是通過車載揚聲器播放。一旦通話完成，音樂又會重新開始，音量自動恢復。

如果司機在車窗敞開時接電話，使用高質(zhì)量免持車載套件會令聲音異常清晰，因為它采用了先進的降噪和回聲消除軟件。電話的另一方也不會聽到風噪、車外的聲音或車輪碾過粗糙路面產(chǎn)生的路噪。司機不會聽得回聲，即使音量調(diào)得很高、環(huán)境噪聲很大。

其他功能

存儲在手機中的電話號碼會自動更新到免持車載套件上。任何信息變更都會自動同步。

司機可以用具有UWB功能的筆記本電腦下載電影、歌曲和游戲，然后把所有的東西在幾分鐘內(nèi)通過UWB傳輸?shù)矫獬周囕d套件的存儲器中。可以在高清LCD屏幕上看電影，也可以用藍牙HID鍵盤通過GSM/GPRS/WiMAX鏈接上網(wǎng)。快速無線端口可用作免持車載套件平臺的固件升級。

優(yōu)質(zhì)免持車載套件應該提供具有語音提示、地圖顯示和文本指示的GPS導航系統(tǒng)，司機僅通過語音發(fā)出命令。該系統(tǒng)通過因特網(wǎng)連接到中央服務器，自動從那里提取必要的導航更新信息。導航系統(tǒng)還可以和本地交通廣播臺聯(lián)系，并推薦最好的行車路線。

車輛診斷和遠程通信

車上各個部位的微控制器支持各種診斷功能，通常是通過CAN總線與車輛中心處理器進行通信。免持車載套件也可以與該處理器連接，不停地監(jiān)視車輛地健康狀況。

車輛出現(xiàn)的任何異常都會引發(fā)警告，服務中心通過GSM得到提示。當車輛開到修車廠時，服務中心已經(jīng)得到了所有信息，可立即對車輛進行維護。

基于DSP的免持車載系統(tǒng)

帶有高質(zhì)量藍牙軟件、支持同時的音頻和數(shù)據(jù)流的基于DSP的系統(tǒng)可滿足上述所有的駕駛情形。例如，德州儀器的免持車載套件參考設計采用為音頻優(yōu)化的TMS320C 54HFK DSP，能以低功耗、低成本提供高性能。

該參考設計包括完整的硬件方案、Gerber files、軟件驅(qū)動、程序庫、API、應用程序源代碼實例、項目文件和隨時可用的二進制編碼。硬件則為測試和生產(chǎn)而特別設計。

基本的設計支持基于藍牙的免持操作和高保真音頻播放，如圖2所示。電話簿同步、聲音識別、音頻流、視頻播放、GPS導航、因特網(wǎng)連接、存儲管理和車輛診斷功能可增添到免持車載套件中以滿足特定需求。有接口可連接到車內(nèi)的音頻系統(tǒng)。

圖2 免持車載套件架構(gòu)支持免持操作和高保真流音頻

C-Blue Adamya計算技術(shù)公司的BQB 1.2認證的藍牙協(xié)議棧具有最小的協(xié)議處理量和零復制結(jié)構(gòu)。用于音頻流的SBC解碼器和用于語音處理的DSP算法都經(jīng)過優(yōu)化，僅占用很少的CPU周期。

設備驅(qū)動大量使用DMA，把DSP從移動數(shù)據(jù)的工作中解放出來。只有當前操作所需的那部分電路才處于工作狀態(tài)，因而降低了功耗。

處理器總線的幾個抽頭懸空，便于系統(tǒng)擴展。該電路板亦可當作一個靈活的免持開發(fā)套件使用；JTAG debug端口從一個方便的抽頭引出。

C-BlueProf是另外的軟件包，它提供耳機和免持數(shù)據(jù)、音頻流和控制數(shù)據(jù)、設備的各種外設的驅(qū)動程序，以及把用戶界面與協(xié)議及平臺整合起來的應用程序，如圖3所示。回聲消除和降噪算法由Acoustic Technologies公司提供。協(xié)議棧支持EDR（增強數(shù)據(jù)速率），非常緊湊、小巧，并通過了在各種藍牙應用場合的最苛刻的長期測試。

圖3 C-Blue藍牙協(xié)議棧架構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化，占用很少的CPU周期

該方案采用先進的回聲消除和降噪算法，提供清晰的音質(zhì)，即使是在非常嘈雜的環(huán)境也不會聽到背景噪聲。高保真音頻的無線流動通過藍牙中定義的AV規(guī)范獲得。