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介面技術  

車載‘資訊娛樂’技術駛向快車道

上網時間: 2008年02月25日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:MOST  汽車  資訊娛樂 

自從2001年推出以來,媒體導向系統傳輸網路(MOST)憑藉其在高頻寬、強韌性和使用簡便方面的優勢,已越來越廣泛地用於汽車資訊娛樂系統中。這種能夠實現汽車內部多個連網設備間數位音訊、視訊數據和控制資訊傳輸的全數位網路解決方案目前又獲得了提升。最新進展包括增強其強韌性、實現高性價比的視訊傳輸、傳送數據密集型服務以及增加頻寬。新一代MOST的執行速度可達150Mb/s。

新一代智慧網路介面控制器(INIC)架構是增強這種解決方案強韌性的關鍵因素。第一代NIC採用的是一種傳統的劃分方法,這種方法假設在外部微控制器上執行一個強大網路驅動器,該驅動器用來管理網路介面。而新的INIC架構更加完善,它可以在晶片上實現大部份驅動器。這種架構把網路行為封裝起來,這樣就不必被移植到每一個不同的平台,避免了潛在的行為差異及相關問題。

INIC構成了一個完整的MOST節點。它不需要與程式產生互動即可在網路中工作。這樣一來,即使程式需要更長的時間才能啟動,該節點也能夠迅速鏈接到網路上。一旦準備就緒,程式就能完成網路註冊。若程式停止響應,INIC會進入保護模式,繼續獨自管理節點。任何程式問題都會在本地被封閉起來,不會影響系統其它部份。程式只需要INIC應用程式介面(API)與MOST網路連接。

當向更高速度等級發展時,MOST150使用INIC架構來提供最大的後向相容性。程式和網路之間的介面使用一種不隨基本速度和實體層而改變的機制。這就是MOST50和MOST150的網路介面控制器都採用INIC架構的原因所在。鏈路層協議的編碼和訊框結構的任何變化都被整合在INIC中。在程式看來,所有INIC都是一樣的,它們都代表相同的實體介面和INIC API。NetServices的使用也與INIC的速度無關。速度更高時,程式僅把MOST看作是數據串流加速的MOST。當導入新特性時,INIC API和NetServices中會增加新的功能,不過通常是相容性擴展。

MOST150可提供150Mb/s的頻寬,是目前使用的MOST25網路的6倍。至於MOST25,其音訊和視訊訊號能以約98%的效率傳輸,也無需尋址、衝突檢測/恢復及廣播的開銷(這種開銷正是導致其它技術號稱的更高數據率往往有名無實的原因)。但它們的有效速率只有50%不到。而MOST150可以提供其它針對數據封包的網路只能利用更大頻寬才能獲得的容量,因而很容易透過網際網路連接實現好幾種高清晰度視訊串流和多通道環繞音效的平行傳輸。

150Mb/s的數據率利用的是現有實體層,故可繼續使用目前採用塑料光纖(POF)作為傳輸媒介的電纜線束。LED技術的進步也允許這些成本低廉的光源工作在150Mb/s下,取代雷射等更昂貴的方案。電纜、連接器、保護系統、裝配製程等等都不必改變。傳輸速度更高的MOST150是循序漸進地發揮作用的,幾乎不用對現有網路基礎設備作什麼改動。

MOST25有一個用於元件即時控制的控制通道,一個用於數據傳輸服務的數據封包通道,還有一個專門用於同步音訊和視訊通道實例化的同步域。而MOST150不僅提供所有這些通道,還大幅予以增強。控制通道的頻寬加倍。有效載荷得到提高,可傳輸更大更完整的數據封包。它還具有一種預先確認機制,可防止發送接收器知道自己無法接受的消息。這樣一來,不僅增加通道容量,還可避免任何資訊的丟失。

在更先進的MOST版本中同步域變化不大。不過,它的大小可以根據設計人員的目前需求即時改變。與同步通道共享頻寬的數據封包通道也具有這種優勢。它也採用了預先確認機制,可避免重複傳輸的產生,也能確保發送器和接收器都有最佳的頻寬。同步通道不使用的頻寬可以留給數據封包傳輸用。

除了上述機制之外,MOST150還提供有兩個新的通道:乙太網路通道和同步(isochronous)通道。MOST150新增的乙太網路通道能夠原樣傳輸電腦產品使用的乙太網路訊框。它呈現給程式的就好像是一個乙太網路和MAC地址。TCP/IP堆疊及其它乙太網路通訊協議,如Appletalk,也能夠在MOST上通訊。因此MOST150可成為車用乙太網路實體層。從高層次來看,MOST150是一種多工網路,包括了現有的雙倍頻寬MOST和10/100乙太網路,並且具有很高的靈活性和眾多配置選項。

MOST可透過保留專用通道的方式為串流式數據提供很高的服務品質(QoS)。同步數據就是這樣被傳輸的。不過,某些串流式數據無法在維持高性價比的同時仍與MOST保持同步。採用突發模式(例如MPEG視訊)或數據封包串流(IP視訊)的串流式數據越來越多。為了支援這些串流式數據,MOST150提供了三種新的同步機制:

* 突發串流機制(Burst streaming):這種機制允許在每個時間片段中有不同數據量時傳送串流式數據。如DVD播放器或DVB-T(地面數位視訊廣播)等輸出的MPEG串流數據。最大頻寬有所保留。到達的數據被寫入到一個訊框緩衝器中,然後定期向網路中的其它設備發送。同時提供對每一個同步訊框目前有效載荷識別的機制。

* ?定速率串流機制:通常,串流數據都是同步的(單位時間的數據量?定),但與MOST不同步。例如,在MOST上以44.1kHz的訊框速率傳輸48kHz的音訊串流即是一例。同步傳輸則允許這類訊號不必與MOST同步而進行隧道式傳送,無需採樣率轉換器。時脈也可以透過隧道方式傳送。每一個MOST150 INIC都有訊框時脈的輸入。時脈訊號傳送過後需要被測量並重組。其中一個例子是48kHz I2S訊號(I2S是飛利浦為數位音訊設備之間的音訊數據傳輸而開發的一種匯流排標準)用44.1kHz的速率以隧道方式穿過MOST網路。它簡單地從一端進去,從另一端輸出,沒有進行任何不同採樣速率之間的轉換。

*數據封包串流機制:串流式數據被分為若干個數據封包,必須利用網際網路語音協議(VoIP)等I2S訊號進行傳輸。這些數據可透過乙太網路通道傳輸,不過,也可以為它們保留一個專用同步通道。MOST的這種同步機制支援數據封包,而且利用它們可實現數據封包串流的高QoS。由於這些數據封包在傳輸中不解釋其尋址資訊,故無需額外頻寬就可以同時傳輸到幾個接收器。

新的機制,如突發串流,無需位元填充(bit stuffing)或同步即可實現MPEG視訊的直接同步傳輸。此外,傳輸串流介面(TSI)已成為視訊處理IC的一種標準。MOST150 INIC支援多個TSI,這樣,視訊IC就能夠直接連接到MOST,不再需要成本高昂的膠合邏輯。例如,連接到現有類比調諧器上的DVB-T調諧器或MPEG編碼器可以直接與MOST150 INIC連接。

圖1:移植到INIC架構。
圖1:移植到INIC架構。

圖2:INIC架構可以作為網路後向相容開發和不同實體層使用的基礎。
圖2:INIC架構可以作為網路後向相容開發和不同實體層使用的基礎。

圖3:從MOST25到MOST150的移植簡要介紹。
圖3:從MOST25到MOST150的移植簡要介紹。

作者:Henry Muyshondt

業務發展資深總監

汽車資訊娛樂系統部門

SMSC公司




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