車(chē)載信息系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)展

1、1 9欄目編輯崔澎技術(shù)專題 汽車(chē)多媒體與儀表設(shè)備隨著現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)和電子技術(shù)的發(fā)展，車(chē)輛導(dǎo)航、 通信、移動(dòng)辦公、 多媒體娛樂(lè)、 安防輔助駕駛和遠(yuǎn)程故障診斷等功能電子系統(tǒng)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)網(wǎng)形成車(chē)載信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。未來(lái)的汽車(chē)儀表系統(tǒng)向著集成化、智能化、全圖形化車(chē)載信息系統(tǒng)平臺(tái)的方向發(fā)展。車(chē)載信息系統(tǒng)平臺(tái)綜述未來(lái)的車(chē)載信息系統(tǒng)平臺(tái)將全面超越傳統(tǒng)汽車(chē)儀表的現(xiàn)有功能，系統(tǒng)主要功能包括：全圖形化數(shù)字儀表、導(dǎo)航、 車(chē)載多媒體影音娛樂(lè)、整車(chē)狀態(tài)顯示、遠(yuǎn)程故障診斷、 無(wú)線通信、 網(wǎng)絡(luò)辦公、信息處理、 智能交通輔助駕駛等等。未來(lái)的車(chē)載信息平臺(tái)是人、車(chē)、環(huán)境的充分交互，集電子、 通信、網(wǎng)絡(luò)、嵌入式等技術(shù)為一體的高端車(chē)

2、載綜合信息顯示平臺(tái)。車(chē)載信息平臺(tái)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展車(chē)載信息平臺(tái)包括多方面技術(shù)，下面僅將其中涉及到的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)單介紹如下：基于嵌入式技術(shù)的系統(tǒng)的技術(shù)特征充分表現(xiàn)了現(xiàn)代科技的大融合。它應(yīng)用 種主要技術(shù)：衛(wèi)星定位技術(shù)（）；無(wú)線接入技術(shù)；蜂窩通信技術(shù)（）；專用短程通信的窄帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（）；數(shù)字廣播和多媒體廣播技術(shù)（）。裝置通常是一種嵌入式系統(tǒng)，它在軟、 硬件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)上與普通嵌入式系統(tǒng)并沒(méi)有差異。在 產(chǎn)業(yè)里，運(yùn)算平臺(tái)的選擇， 也就是處理器及其相關(guān)參考設(shè)計(jì)的選擇， 是相當(dāng)有限的， 不外乎或是 的那幾種，然而嵌入式系統(tǒng)的硬件卻需要面對(duì)各式各樣不同的需求。正確的選型及架構(gòu)設(shè)計(jì)必須能符合客戶及產(chǎn)品需求，這是一

3、件相當(dāng)重要的事情。目前比較流行的一種基于嵌入式技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其 硬 件 系 統(tǒng) 采 用 了 高 效 、 靈 活 的 構(gòu)架，其中 主要完成外部數(shù)據(jù)采集、 整理、分析、存儲(chǔ)等功能， 主要用于用戶界面的顯示。這種硬件架構(gòu)一個(gè)比較典型的應(yīng)用實(shí)例就是賽靈思與微軟汽車(chē)業(yè)務(wù)部推出的智能車(chē)載信息平臺(tái)，它又被稱為（微軟車(chē)載信息處理平臺(tái)），巧妙地通過(guò)語(yǔ)音命令結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)連接進(jìn)行通信和控制，是一種用于集成各種移動(dòng)設(shè)備和通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送信息的集線器。對(duì)任何硬件平臺(tái)而言，靈活性和伸縮性對(duì)架構(gòu)能否成功獲得市場(chǎng)接受都至關(guān)重要，無(wú)論是基本系統(tǒng)還是高性能的高端車(chē)載信息車(chē)載信息系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)展朱敦堯連迅謝斌武漢光庭汽車(chē)電子有

4、限公司（湖北武漢）賽靈思（）“可編程之星” 產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用有獎(jiǎng)?wù)魑恼何磥?lái)的車(chē)載信息平臺(tái)是人、車(chē)、環(huán)境的充分交互，集電子、通信、 網(wǎng)絡(luò)、 嵌入式等技術(shù)為一體的高端車(chē)載綜合信息顯示平臺(tái)。關(guān)鍵詞：車(chē)載信息平臺(tái)； ；車(chē)載網(wǎng)絡(luò)1www. eep w.c o m.c n2009.22 0欄目編輯崔澎技術(shù)專題 汽車(chē)多媒體與儀表設(shè)備圖微軟遠(yuǎn)程信息處理硬件平臺(tái)架構(gòu)系統(tǒng)。 鑒于此， 微軟開(kāi)發(fā)了一個(gè)真正可以定制和伸縮的汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)載信息處理平臺(tái)。該平臺(tái)整合了一個(gè)基于的微控制器，支持閃存 以上的內(nèi)存，并包含集成 藍(lán)牙和一個(gè)電話模塊。外部車(chē)輛連接包括一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)接口以及有保護(hù)的模擬和數(shù)字，用于實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和按鈕輸入等功能。該

5、平臺(tái)的基本架構(gòu)如圖所示。微軟利用了技術(shù)的靈活性和高集成度能力。該平臺(tái)使用了一個(gè)，用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立的目的，如 電話接口、車(chē)輛接口（ 控制器和線路）以及復(fù)雜的音頻信號(hào)調(diào)節(jié)和路由功能（如圖 所示）。提供的高集成度也具有在一個(gè)器件內(nèi)包含多種總線、接口和時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)，從而使利用的設(shè)計(jì)容易管理。此外， 減少組件數(shù)量和電路板空間將降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)更高的制造質(zhì)量，在任何汽車(chē)設(shè)計(jì)中這些都是重要的因素。在了解了車(chē)輛開(kāi)發(fā)的實(shí)質(zhì)和目前已有的眾多不同的車(chē)輛接口，微軟有意設(shè)計(jì)了一個(gè)靈活的解決方案，可允許對(duì)后端車(chē)輛接口進(jìn)行快速修改而不影響下層架構(gòu)和系統(tǒng)性能。例如， 未來(lái)將有可能調(diào)節(jié)解決方案， 使之能滿足帶有諸如、或其它數(shù)字

6、車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)等汽車(chē)總線的最終應(yīng)用的需求。基于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多媒體信息、娛樂(lè)系統(tǒng)對(duì)于購(gòu)買(mǎi)配有車(chē)載網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)的用戶來(lái)說(shuō)，最大的受益是能在網(wǎng)絡(luò)中共享信息。汽車(chē)可以通過(guò)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)，將視頻、 音頻和數(shù)據(jù)內(nèi)容傳給乘客，用戶可以通過(guò)這種網(wǎng)絡(luò)，用互聯(lián)網(wǎng)或者預(yù)訂服務(wù)訪問(wèn)家用網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容。隨著時(shí)代的到來(lái)， 迫切需要建立能夠提供這些服務(wù)、 傳輸這些內(nèi)容的多媒體安全信息娛樂(lè)系統(tǒng)。多媒體傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案媒體和信息網(wǎng)絡(luò)主要面向遠(yuǎn)程信息處理、 多媒體、 導(dǎo)航系統(tǒng)等，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的傳輸比特率在之間。要實(shí)現(xiàn)車(chē)載系統(tǒng)中多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，迫切需要解決以下個(gè)問(wèn)題。? 這些新的應(yīng)用要求網(wǎng)絡(luò)的頻帶比現(xiàn)有汽車(chē)上的網(wǎng)絡(luò)頻帶寬一個(gè)數(shù)量級(jí)，例如， 控

7、制器局域網(wǎng)絡(luò)（）和局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（）。? 視頻和音頻內(nèi)容的性質(zhì)決定了它們?cè)诎l(fā)布內(nèi)容時(shí)， 必須考慮到發(fā)布的方式能夠?yàn)橛脩羲邮堋?音頻延遲或者是在顯示屏上出現(xiàn)錯(cuò)誤的顯示像素，是人們不能忍受的。? 由于內(nèi)容是以數(shù)字形式向外發(fā)布的，那么，設(shè)計(jì)人員必須十分關(guān)心如何保證內(nèi)容的安全。? 因?yàn)檫B接到客戶的外設(shè)上時(shí)，有可能會(huì)不經(jīng)意地把病毒帶進(jìn)來(lái)，所以必須確保網(wǎng)絡(luò)的安全， 以防止病毒的入侵。隨著嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展，隨之而來(lái)的是系統(tǒng)方面的一些難題，許多新出現(xiàn)的技術(shù)競(jìng)相成為主流的解決方案。歸納起來(lái)， 共有種主要的技術(shù)。? 技術(shù)。技術(shù)是目前正在使用的一種技術(shù)，而且新版的 已經(jīng)提高了1 2www. eepw.c o m

8、.c n2009.22 1www. eep w.c o m.c n2009.2欄目編輯崔澎技術(shù)專題 汽車(chē)多媒體與儀表設(shè)備帶寬。但這個(gè)協(xié)議并不支持高質(zhì)量的服務(wù)。? 接口（）。在汽車(chē)市場(chǎng)中，從事消費(fèi)產(chǎn)品的公司都推崇接口。? 面向多媒體的系統(tǒng)傳輸（）。用塑料纖維實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)，重量輕、 成本低， 深受供應(yīng)商的歡迎，而且在寶馬、奔馳和奧迪的一些汽車(chē)上已經(jīng)采用了這項(xiàng)技術(shù)。從技術(shù)的角度看， 這個(gè)協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí)從一開(kāi)始就支持多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，由總線提供同步通道， 以確保足夠的帶寬。?無(wú)線技術(shù)。 由于眾多原因， 汽車(chē)市場(chǎng)在采用新標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)展緩慢。盡管超寬頻帶技術(shù)（）簡(jiǎn)化了安裝和維修，在價(jià)格方面還有優(yōu)勢(shì)，而且在

9、技術(shù)上它似乎更適合于噪聲環(huán)境下的短距離高速數(shù)據(jù)傳輸，但是由于缺乏一個(gè)明確的單一標(biāo)準(zhǔn)，整機(jī)制造商不愿使用它， 也阻礙了它的推廣。多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在的時(shí)間越長(zhǎng)，安裝 技術(shù)的數(shù)量就會(huì)越大。在過(guò)去年中，為促進(jìn)遠(yuǎn)程信息處理和車(chē)載多媒體系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車(chē)行業(yè)制定了許多規(guī)范，（）是其中一個(gè)重要內(nèi)容。 它首次確定了汽車(chē)行業(yè)用于信息、通信和娛樂(lè)系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)。目前已將各種設(shè)備分為三類：低速設(shè)備（）、高速設(shè)備（）和無(wú)線通信設(shè)備圖賽靈思 設(shè)計(jì)1 3www. eep w.c o m.c n2009.22 2欄目編輯崔澎技術(shù)專題 汽車(chē)多媒體與儀表設(shè)備1 4www. eepw.c o m.c n2009.2（）。發(fā)展較快， 估計(jì)

10、今后數(shù)年可在一些車(chē)輛中配置。由于它結(jié)合了技術(shù)， 而目前許多汽車(chē)生產(chǎn)商已將 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用于多種車(chē)載平臺(tái)，因此引起了汽車(chē)生產(chǎn)廠商的極大關(guān)注。目前已成為標(biāo)準(zhǔn)。 包括 、（ ）、等傳輸速率較高的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，其中已在 型轎車(chē)中得到應(yīng)用。技術(shù)于 世紀(jì) 年代后期由、等公司共同開(kāi)發(fā)，年，被、公司應(yīng)用于汽車(chē)的多媒體控制系統(tǒng)中。技術(shù)使汽車(chē)變成了一個(gè)流動(dòng)的多媒體工具。但是的速度還是太慢，因而在 年，、等公司又聯(lián)合開(kāi)發(fā)了 協(xié)議，它是專門(mén)用于汽車(chē)工業(yè)的多媒體光纖網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，速率可達(dá)。目前在業(yè)界率先采用了協(xié)議，等歐洲汽車(chē)制造商也計(jì)劃采用該協(xié)議。目前的主要是指“藍(lán)牙”技術(shù)。 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得汽車(chē)制造商和供應(yīng)商能夠簡(jiǎn)便地

11、在車(chē)內(nèi)增加一系列多媒體設(shè)備，進(jìn)一步增強(qiáng)模塊化功能。網(wǎng)絡(luò)的性能取決于光纖發(fā)射器和接收器（用于傳送數(shù)據(jù)，以運(yùn)行信息娛樂(lè)系統(tǒng)）能否在各種溫度下正常運(yùn)行。光纖網(wǎng)絡(luò)為在車(chē)內(nèi)的娛樂(lè)和信息設(shè)備之間進(jìn)行音頻、視頻、 數(shù)據(jù)和控制信息的交換提供了基礎(chǔ)設(shè)施，而不再需要體積龐大的銅纜布線。 是支持車(chē)內(nèi)信息娛樂(lè)系統(tǒng)的骨干技術(shù)。采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的汽車(chē)在 年首次問(wèn)世， 如今，已在 種車(chē)型中安裝了超過(guò)萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)。要連接到網(wǎng)絡(luò)上，一般需要通過(guò)智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器（），實(shí)現(xiàn)了 功能和 的大部分功能。車(chē)載信息平臺(tái)系統(tǒng)是通過(guò)一個(gè)三引腳的串行總線媒體本地總線（），連接到上（見(jiàn)圖 ）。能夠支持所有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類型。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須包含有連接點(diǎn)，這樣，

12、 最終用戶可以通過(guò)連接不包含在汽車(chē)之內(nèi)、要單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備。最可能出現(xiàn)的情況是不只有一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)。一個(gè) “可信的” 網(wǎng)絡(luò)將支持汽車(chē)出廠之前已經(jīng)裝上去的設(shè)備。用戶可以通過(guò)第二個(gè)“不可信的”網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到用戶設(shè)備上。我們可以通過(guò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)領(lǐng)域間的訪問(wèn)控制功能。汽車(chē)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)目前， 在汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，車(chē)載信息平臺(tái)和導(dǎo)航服務(wù)項(xiàng)目已經(jīng)逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)配置。與此同時(shí)， 汽車(chē)制造商正規(guī)劃著信息服務(wù)的下一個(gè)發(fā)展階段：使每輛汽車(chē)能夠通過(guò)與特約汽車(chē)維修廠進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。在不久的將來(lái)， 汽車(chē)制造商通過(guò)或移動(dòng)電話可以告知汽車(chē)駕駛員，他所擁有汽車(chē)的下一次檢測(cè)日期；當(dāng)汽車(chē)“拋錨” 時(shí)，不管該車(chē)是處于什么地方，他都能

13、夠獲得在線快速服務(wù)， 并通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，讓特約汽車(chē)維修廠能夠隨時(shí)知道他的汽車(chē)的運(yùn)行和技術(shù)狀況。? 汽車(chē)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖為汽車(chē)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 其工作過(guò)程為：用戶通過(guò)車(chē)載信息平臺(tái)對(duì)汽車(chē)上的控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)圖 、與車(chē)載信息平臺(tái)關(guān)系圖圖汽車(chē)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2 3www. eep w.c o m.c n2009.2欄目編輯崔澎技術(shù)專題 汽車(chē)多媒體與儀表設(shè)備1 5www. eep w.c o m.c n2009.2監(jiān)測(cè)后向遠(yuǎn)程診斷服務(wù)中心發(fā)出遠(yuǎn)程診斷請(qǐng)求；服務(wù)中心經(jīng)權(quán)限檢驗(yàn)后，對(duì)用戶請(qǐng)求做出響應(yīng)，啟動(dòng)相應(yīng)功能模塊， 開(kāi)始診斷工作， 并借助網(wǎng)絡(luò)與用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息

14、交互傳遞。? 車(chē)載信息平臺(tái)的遠(yuǎn)程診斷功能車(chē)載信息平臺(tái)的工作過(guò)程是：用戶通過(guò)鍵盤(pán)向車(chē)載信息平臺(tái)發(fā)出進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷的指令，嵌入式處理器通過(guò)與車(chē)內(nèi)其它功能模塊的進(jìn)行通信，獲得車(chē)內(nèi)各系統(tǒng)的工作狀態(tài)， 將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；然后再通過(guò)無(wú)線傳輸模塊向遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)中心的請(qǐng)求診斷服務(wù)，請(qǐng)求得到允許后，車(chē)載信息平臺(tái)將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的車(chē)輛工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障代碼信息發(fā)送到遠(yuǎn)端的診斷服務(wù)器； 診斷服務(wù)器收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行診斷分析， 將診斷結(jié)果返回，車(chē)載信息平臺(tái)將接收到的診斷結(jié)果進(jìn)行顯示，從而達(dá)到診斷的目的。? 車(chē)載信息平臺(tái)與遠(yuǎn)程故障診斷中心的通信要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷， 必須要有遠(yuǎn)程通信技術(shù)的支持才有實(shí)現(xiàn)的可能。由于汽車(chē)的位置是不確定的，所以不可能通過(guò)有線的方式聯(lián)接到，這樣要進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸就需要依靠無(wú)線通信。常用的無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)方式有：? 利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)（、移動(dòng)網(wǎng)等）和相應(yīng)的無(wú)線通信產(chǎn)品；? 通過(guò)無(wú)線收發(fā)設(shè)備，如無(wú)線、無(wú)線網(wǎng)橋等專門(mén)的無(wú)線局域網(wǎng)；?利用收發(fā)集成芯片在監(jiān)測(cè)站端實(shí)現(xiàn)電路板級(jí)與監(jiān)控中心