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IDB-1394汽车网络使车载信息娱乐更简单

作者:时间:2012-04-17来源:网络收藏

目前人们对用于车载多媒体网络的Automotive关注度越来越高,而且期望其在将来的汽车市场上通用。近年来各国视线逐渐转向数字电视,有关高清的产品越来越多,再加上2013年Blu-Ray播放器将停止模拟输出,使得Automotive得以应用于愈来愈凶猛的车载网络数字传输大潮中。正是因为预测未来对后座娱乐系统的需求,富士通微电子早在2005年就带领其它供应商引进了Automotive控制器。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/196934.htm

下面连接到网络上的设备列表即可明白的带宽要求(图1):

用于避免碰撞的视野摄像头

GPS装置

MP3播放器

高清晰度多媒体播放器和显示器

游戏控制台

能通过蜂窝和Wi-Fi网络访问网页与发送电子邮件的个人电脑和其它设备

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图1:器件

这些设备之间的通讯需要大容量的带宽网络,并且将来吞吐量要求也会不断提高。必须适当处理流量,以便提供良好的服务质量。该网络采用的技术包括硬件和软件两部分。

1394汽车技术简介

1394高速传输技术的第一种标准是IEEE1394-1995,这个版本允许数据达到400Mbps,第二个版本是1394a-2000,它增加的功能例如异步数据流和串联包。1394a-2000可以支持800Mps的数据速率。近年来,支持1600Mps和3200Mbps的也加入到这个标准中。1394汽车标准1394b-2000已经在2000年得到批准。

1394标准包含2种数据通信:同步和异步。同步数据(视频和音频)要保证及时性,但不保证送达。如果迟到,则这类数据的本质让它成了无用数据,但是可以丢弃某些数据而不会产生重大问题。1394规范分配了125s的周期时隙来发送同步数据。

另一方面,异步数据要保证送达,但不保证及时性。这类数据必须到达目的地,但是时间不重要。如果未能送达,节点则会重新发送数据。

1394协议堆栈见图2,由事物处理层、链路层和物理层组成。在1394控制器IC中,在软件中实现事物处理层,在软件或硬件中实现链路层,在硬件中实现物理层。

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图2:IEEE1394协议堆栈

1394汽车技术与竞争技术对比

了解1394汽车技术的最简便方法是将其与替代技术进行对比。跟1394技术相比,MOST150(MOST速度最高的版本)和千兆位级以太网的劣势很明显,如下所述。这些劣势包含在市面上的网络标准和IC实现。

MOST150的劣势

缺乏DTCP

内容保护是汽车数字多媒体网络必须具备的特性,并且数字传输内容保护(DTCP)是实现这种功能的主要技术。由于MOST150产品缺乏这种特性,所以MOST网络需要其它器件来实现内容保护(图3)。

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图3MOST150没有DTCP在存储媒体的内容保护

缺乏内容保护导致了硬件成本和其它软件支持成本的增加。并且,即使使用外部DTCP器件,也只能在网络而不是存储媒体(HDD等)上保护MOST150系统中的多媒体内容。

相反,1394汽车IC具有内置式DTCP。这种方法可将硬件和软件成本最小化,同时还能保证全面保护数据。

总线速度低

MOST150网络只能够实现150Mbps的速度,这只是当今的1394汽车器件的800Mbps总线速度的一小部分。将来,1394器件的总线速度预计会加倍。
需要外部数据压缩

为了补偿总线速度低的不足,MOST150网络可以通过使用数据压缩将数据吞吐量提高到可以与1394相媲美的水平。这种方案需要外部编解码器来压缩和解压缩多媒体数据,从而产生了2个问题。

首先,实现多媒体压缩和解压缩(如MPEG2-TS)需要典型器件,而这些器件会使延迟大幅增加–可能高达400ms。因此,驱动器会发现视野照相机视频中出现了显著延迟。在用户快进DVD时,压缩/解压缩延迟还会导致重大延迟(图4)。

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图4:外部多媒体编解码器导致MOST150网络发生重大延迟

第二个问题是使用外部编解码器产生的成本问题。伴随编解码器的是设计需要外部帧存储器来缓冲视频。事实上,MOST150设计需要的芯片器件可能多达8个。

由于1394汽车网络的总线速度高得多,所以根本无需压缩。然而,如果预期的带宽要求极高,设计则可以利用内置到富士通1394汽车器件中的编解码器来实现低延迟和低成本。我们认为,这些内置式编解码器可以将延迟保持在4ms,并且只需2块芯片即可实现设计。

1394汽车和MOST150所需的器件数量对比见图5。

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图5:器件对比

软件

由于少数公司控制着MOST技术,所以只有少量的公司掌握着该多媒体总线的软件专业知识。因此,MOST系统的软件开发成本较高,并且系统集成商也只能控制有限的软件。

千兆位级以太网的劣势

缺乏集成式DTCP

与MOST一样,以太网控制器缺乏集成式DTCP功能。用于实现外部DTCP功能的其它元件增加了成本,并且损害了存储器件内的数据保护。

可能的外部编解码器

虽然千兆位级以太网的带宽比MOST150的高得多,但是不断增加的带宽需求(如用于高清晰度视频)最终可能会迫使以太网使用数据压缩。由于以太网控制器缺乏集成式编解码器,所以会要求使用外部元件,因此增加了所需芯片的数量和成本。


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