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车载资通娱乐系统分析与设计

作者:时间:2008-05-15来源:意法半导体收藏

  系统的主控制器/处理器要通过UART等接口来连结Bluetooth、2G/2.5G/3G无线通信、DSRC,还包括单向接收的无线技术GPS、AM/ FM、DVB-T/DVB-H/T-DMB等各种无线模块。因此,系统设计上的一大挑战就是这些通信模块的天线、射频(RF)和基带(BB)三部分的整合。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/82643.htm

  无线技术多半采用不同的频段,而接收或发射的高频信号很容易彼此干扰而降低信号质量,妥善规划不同无线模块的空间配置与隔离性是射频(RF)模块的关键。除了很多EMI/EMC的问题需要解决外,由于GSM/GPRS/3G共享射频电路,滤波器等射频被动组件正在向自动切换的方向发展,放大器方面也需要支持高线性度及宽带等方面的设计。

  不同的无线技术需要采用不同类型的天线来实现最佳的收发效果。天线的类型众多,如上文提到的移动通讯(2G/2.5G/3G)的天线以平面倒F型(PIFA)、单极型(Monopole)和螺旋式(Helix/Spiral)为主;GPS则多采用片状天线(Patch)、Helix和PIFA等,其中又以Patch及Helix使用最多;此外,为了提升接收效果,车载天线也会采用车体外接收天线或天线分集(Antenna Diversity)技术来选择接收强度较强的讯号。

  系统软件架构

  除了硬件,操作系统和应用软件也决定了Telematics设备的性能。常见的车载嵌入式操作系统有Wind River的VxWorks、QNX Software的QNX及Acclerated Technology的Nucleus Plus等。由于汽车在安全性等方面的特殊要求,一般的操作系统难以满足车载系统抵抗恶劣环境和较长的使用寿命等能力,汽车制造厂对车载设备的可靠性要求远高于3C设备,因此Telematics软件平台往往会选用专用的RTOS嵌入式操作系统。Telematics的重要应用软件则包括A-GPS、方位推算(Dead Reckoning, DR)、LBS位置服务、远程诊断等增值功能。

  中间件(Middleware)属于可复用软件的范畴,位于操作系统软件与用户的应用软件的中间。好的中间件能加速对特定功能的开发时程,也能扩展应用上的功能,例如加速DVB-H移动电视的电子选单功能配置等。

  目前嵌入式软件系统已逐渐摆脱封闭性的专用架构,开始走向开放性接口,即抽象硬件接口(Hardware Abstraction)的概念。抽象硬件接口的架构同时为应用程序提供针对特定操作系统的统一软件接口,和为底层硬件设备的抽象化接口。开放式架构加速了设计开发的速度,可有效缩短上市时间。

  如图所示软件构架,Telematics系统由底层的硬件接口、中层的驱动程序、及上层的应用程序三个层次组成,三者之间则通过低阶API及高阶API来进行沟通。

  底层硬件设备包括多媒体加速器/音视频编译码器、UART接口、USB接口、Bluetooth等通讯接口,以及LCD控制器、照相机等一般性应用的标准硬件接口;中间部分主要包含处理核心、设备驱动程序和文件系统的操作系统功能,以及多媒体架构、语音及网络的通讯架构、Java和安全性架构等;语音、游戏、短信、浏览、PIM等功能位于上层的应用软件部分。

       

                                           图六 开放性软件系统架构

  结论

  带来的全新驾驶体验是促使其飞速发展的动力,虽然其与普通的消费型电子产品在硬件架构上很相似,但在应用功能上却差异很大。

  标准化是Telematics系统服务实现的关键。例如行车记录、安全保障、位置服务(LBS)和电子收费(ETC)等,许多应用除了整个机车产业以外,还涵盖了通讯、交通、金融、广电等多个领域;此外,应用的定制化也要求厂商独特的创意和灵活的设计制造能力。


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