USB昂首進入汽車領域

摘要： 本文介紹了通用串行總線在汽車電子領域的應用以及采用USB的信息娛樂系統(tǒng)的設計細節(jié)。

關鍵詞： USB；汽車電子

長期以來，通用串行總線(USB)一直是PC外設連接的普適標準，不過，USB最近已開始躋身汽車市場。支持MP3的立體聲系統(tǒng)、DVD播放機和先進的GPS導航系統(tǒng)等都是專為給乘客提供“信息”和“娛樂”服務而設計的“信息娛樂”汽車電子系統(tǒng)的組成部分。為汽車配備這些高科技的“小玩意兒”需要一種精細但不復雜的通信形式，而USB自問世以來就一直起著這種作用。

汽車內部的媒體設備追隨著消費電子的發(fā)展步伐。最早是八軌機，后來是盒式磁帶錄音機和CD機，顯然，下一步就該是MP3了。擁有iPod或MP3等相似設備的消費者遠遠超過1.5億，而FM發(fā)射器和汽車出廠時安裝的iPod座在與立體聲系統(tǒng)直接聯(lián)結之前只不過是一種補綴而已。信息娛樂系統(tǒng)還包括觸摸屏導航設備、可折疊式電視屏和移動電話揚聲器系統(tǒng)。轉眼之間汽車已經變成了“車輪上的PC”。由于和信息娛樂裝置相連的便攜式消費電子產品越來越多，因而需要一種能夠適用于幾乎所有設備的標準連接形式。10多年前，PC市場也面臨著同樣的難題，從而導致了USB的誕生。這樣一來，汽車業(yè)就不必重新摸索了。幾乎所有的消費電子產品都需要借助PC來實現(xiàn)某種形式的功能(下載MP3歌曲、上傳圖片等等)，而最常用的連接便是USB。對汽車行業(yè)來說，它實際上已經擁有了一種可資利用的“通用”標準。

采用USB的信息娛樂系統(tǒng)設計的細節(jié)

為了利用車內的USB，不管是便攜式消費類設備，抑或是信息娛樂系統(tǒng)，都必須包含一個用于控制數(shù)據流動的USB主機。這些裝置中的USB主機并不是PC中的標準USB主機控制器，而是一種面向便攜式消費電子產品的優(yōu)化ASIC或嵌入式主機IC。高端信息娛樂系統(tǒng)(先進的GPS導航、全功能立體聲系統(tǒng))常常包含一個專為執(zhí)行某種專用功能而定制的ASIC。由于這些ASIC通?；贗P庫，因此，它們往往集成了USB主機IP，旨在支持USB外設。較為簡單的系統(tǒng)(基本型立體聲裝置、移動電話座)不需要那么高的處理能力，可以選用非?；镜腁SIC或嵌入式微處理器。在這些場合中，可利用分立的嵌入式主機IC來增添一個USB主機。采用嵌入式主機使得ASIC能夠削減其功能組，以節(jié)省空間和成本，同時仍然支持USB。使用分立的嵌入式主機還可加快產品的面市進程。無論設計師選用的是集成解決方案還是分立解決方案，所有的USB主機都需要一個主機堆棧。從本質上講，該主機堆棧就是主機控制器的“大腦”，負責啟用某個消費應用程序內部的所有USB功能。典型主機堆棧包含應用編程接口(API)、實時操作系統(tǒng)(RTOS)和核心USB驅動器。

當把USB主機設計到信息娛樂系統(tǒng)中的時候，應用和使用模型將確定所需的帶寬要求。對于大多數(shù)汽車應用而言，全速USB(12Mbps)便足夠了。例如：普通MP3被壓縮在128Kbps和192Kbps之間，而高品質MP3的帶寬要求則提升至320Kbps，這些都遠遠低于12Mbps全速USB所能支持的水平。即便是來自CD的非壓縮WAV文件流的最大數(shù)據傳送速率也不過1.5Mbps，同樣絲毫沒有超出全速USB的帶寬范圍。只有當系統(tǒng)具有1GB或更大容量的板上存儲器或進行高分辨率視頻的流式傳輸時，才應該考慮高速USB(480Mbps)。

汽車信息娛樂系統(tǒng)必須做好在極限溫度條件下工作的準備。為了確保所有的車載設備都能夠在各種條件下正確運行，汽車電子理事會(AEC)制定了一種名為“AEC Q100”的規(guī)范，該規(guī)范要求汽車元件可在-40℃至150℃的溫度范圍內(分為不同的等級)正常操作。某些汽車制造商或許會要求信息娛樂系統(tǒng)中的全部元件均符合AEC Q100規(guī)范中所擬定的某種特定的等級。欲知更多信息，請訪問AEC的網站，網址：www.aecouncil.com。

USB解決方案

由于需要考慮諸多的規(guī)范和要求，因此選用正確的USB解決方案會是一項棘手的工作。賽普拉斯的EZ-Host(CY7C67300)嵌入式主機解決方案是一款經過AEC資質認定的器件，并擁有完整的產品支持。通過與CY4645參考設計的組合，賽普拉斯提供了一款交鑰匙型解決方案，從而實現(xiàn)了產品的快速面市以及所有信息娛樂平臺的簡易型客戶化設計。由于獲得了完整的固件、線路圖、主機堆棧和文檔資料，因而使得設計師能夠將支配權掌握在自己的手中。更多信息請訪問www.cypress.com。