車載資通娛樂系統(tǒng)分析與設(shè)計

　　隨著用戶對駕車體驗要求的提升，車載資通娛樂系統(tǒng)由于與行車的舒適性及便利性息息相關(guān)，已逐漸成為車體、傳動和安全三大基本單元以外的第四大系統(tǒng)。資通娛樂系統(tǒng)同時承載了娛樂和交通狀況信息的獲取等職能。

　　傳統(tǒng)的汽車三大基本功能：車體、傳動和安全系統(tǒng)與行車操控有直接的關(guān)系，而車載資通娛樂作為第四大車載系統(tǒng)則在定位上與前三者有很大區(qū)別，即該系統(tǒng)并不直接影響行車駕駛的操控性和安全性。

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車已逐漸成為家庭娛樂與辦公環(huán)境的延伸。原本獨立的消費和通信等應(yīng)用在進入汽車電子領(lǐng)域后，不斷出現(xiàn)了新的整合性應(yīng)用。車載資通娛樂系統(tǒng)中除了高清 / 高保真內(nèi)容播放和數(shù)字電視等功能，車載GPS導航、移動電話（GSM/GPRS）、信息連接、短距離通訊（Dedicated Short Range Communication, DSRC）及高階數(shù)據(jù)連結(jié)控制（High Level Datalink Control, HDLC）等也逐步成為該系統(tǒng)的重要組成部分。Telematics系統(tǒng)即結(jié)合了GPS、GSM/GPRS、DSRC及交通信息數(shù)字廣播等功能而產(chǎn)生的整合性服務(wù)，其能夠提供實時路況導航、避開擁堵路段并判斷最佳的行車路線、提供汽車狀況診斷、失車尋回、預(yù)約停車位、電子收費（Electronics Toll Collection, ETC）及進行緊急狀況呼叫等多樣性的增值服務(wù)。

　　Telematics系統(tǒng)規(guī)劃

　　Telematics平臺的基本構(gòu)架為主控制器/處理器、GPS引擎、音視頻CODEC、無線通訊模塊和影音輸出裝置等構(gòu)成。由于Telematics不同功能的集成和衍生，使其系統(tǒng)設(shè)計變得日益復(fù)雜；而實際上另一方面，由于其來源于普通的消費電子產(chǎn)品，因此在在軟、硬件系統(tǒng)架構(gòu)上與市場上流行的嵌入式手持設(shè)備并無太大的差異；而與普通消費電子的區(qū)別主要在于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，使其在軟件層面、系統(tǒng)可靠性及延伸性外圍接口上具有其專有的特性。

　　NaviFlex平臺為ST為車載Telematics系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)平臺，其主要硬件架構(gòu)包括多媒體應(yīng)用處理器和GPS接收器，并支持廣泛的外圍接口。除了在功能上能滿足車載收音機、導航、車內(nèi)連結(jié)功能、影音播放媒體設(shè)備、移動電視和后座娛樂等需求外，NaviFlex的定制化特征實現(xiàn)了產(chǎn)品較大彈性，有助于加快具有特定需求產(chǎn)品的上市速度。

                       圖一　Telematics平臺架構(gòu)示意圖（以NaviFlex Pro為例）

　　主控制器/處理器

　　Telematics系統(tǒng)具有處理多種資訊和娛樂信息的能力，隨著功能的增多和工作負載的不斷增加，對作為運算及控制核心的主控制器/處理器的性能要求也不斷提升。車載Telematics系統(tǒng)處理器正從8位MCU逐步提升到32位，甚至采用高整合度的SoC應(yīng)用處理器。目前處理器核心多采用ARM7及ARM9兩種，下一代的高端產(chǎn)品將采用先進的65納米制程，和搭載更強大的ARM11核心。

　　ST的Nomadik應(yīng)用處理器采用以ARM為控制核心搭配多顆硬件或DSP加速器，以達成最佳化的處理效能多核心分布式處理的架構(gòu)，滿足了車載Telematics系統(tǒng)的技術(shù)需求。

       
                                     圖二　（以Nomadik為例）

　　Nomadik的專用加速器主要針對視頻、音頻、2D/3D繪圖、Java等功能，以及加速功能硬件（Acceleration Hardware）等。其中強化的3D繪圖加速器，可用于地圖繪制和人機接口的顯示功能；音頻加速器則支持MP3、AAC、AAC+、WMA、Midi等多種標準，以及高端多聲道格式，如MP3Pro、MWA、DTS-ES、AAC、Dolby Digital-EX等，它還同時具備一個24位音頻數(shù)據(jù)信道，能提供噪聲抑制、回聲消除、立體聲強化與環(huán)繞音效等功能；視頻加速器支持最新的H.264/AVC解碼，能提供30fps的VGA輸出質(zhì)量。

             圖三　具廣泛功能延伸性的多核心應(yīng)用處理器架構(gòu)（以Nomadik STn8810為例）

　　Nomadik除了以分布式方案來提升影音多媒體的處理效能及降低功耗外，彈性的多核心架構(gòu)讓使用者可以快速整合自己的專有算法，并支持新的音視頻編碼格式。此外，Nomadik還提供廣泛的連接性，可通過UART連結(jié)GPS導航器、GSM/GPRS及Bluetooth無線通訊模塊；支持包括NAND閃存、CF 卡、微型硬盤、SD卡、SDRAM等多種儲存設(shè)備或內(nèi)存。為了延伸Telematics平臺的功能，Nomadik也支持包括CD/DVD/Radio/TV播放器及USB OTG等廣泛的外圍接口。