SDR — 創(chuàng )新蓄勢待發(fā)

         隨著(zhù)處理器性能的爆炸式發(fā)展，軟件無(wú)線(xiàn)電(SDR)引起了汽車(chē)OEM制造商的極大興趣。首先，將無(wú)線(xiàn)電功能移植到軟件可以為全球汽車(chē)生產(chǎn)帶來(lái)成本優(yōu)勢。其次，SDR為汽車(chē)制造商提供更多創(chuàng )新應用選擇，線(xiàn)路靈活度更高。然而，SDR本身目前還遠不是一項性?xún)r(jià)比突出的解決方案。市場(chǎng)還需要集專(zhuān)門(mén)化與靈活性于一體的功能模塊。

        時(shí)光回溯到1922年，當時(shí)18歲的George Frost對收聽(tīng)廣播沉迷不已。他只是給新買(mǎi)的福特T型車(chē)的門(mén)上裝了一個(gè)接收器，就因此而發(fā)明了車(chē)載無(wú)線(xiàn)電。80余年后，車(chē)載無(wú)線(xiàn)電給汽車(chē)工業(yè)帶來(lái)了更大的挑戰：工程師們如今急需提供一種解決方案，使車(chē)載無(wú)線(xiàn)電能夠同時(shí)接收常規的模擬信號和數字無(wú)線(xiàn)電信號。數字無(wú)線(xiàn)電意味著(zhù)更高的音質(zhì)、更多的電臺選擇以及天氣預報、路況信息等服務(wù)。

         全球數字無(wú)線(xiàn)電存在多種廣播標準，從數字調幅廣播(DRM)或DRM+、到數字音頻廣播 (DAB)或DAB+，再到地面數字多媒體廣播(T-DMB)和高清廣播(HD Radio)。這就構成了一項巨大的挑戰。就短期內來(lái)看，不大可能就單一的標準達成一致，畢竟不同的國家和地區有著(zhù)自己的偏好：在美國，該標準是高清廣播(HD Radio)；在歐洲，則偏向于DAB/DAB+/T-DMB；在印度，DRM是其標準；此外，巴西還在為使用DRM還是高清廣播舉棋不定，而中國的標準仍然待定。

        上述現狀意味著(zhù)，汽車(chē)工業(yè)的全球制造商需要耗費大量的時(shí)間和金錢(qián)來(lái)推出因市場(chǎng)而異的數字無(wú)線(xiàn)電解決方案。工程師們必須去評估、測試和集成不同類(lèi)型的硬件，才能讓不同國家和地區的駕駛員實(shí)現George Frost當初的夢(mèng)想——在車(chē)上收聽(tīng)無(wú)線(xiàn)電廣播。

軟件比硬件更靈活
        將SDR、支持多標準的處理器以及靈活的硬件加速器三者結合起來(lái)就可以作為解決上述問(wèn)題的一種方法。軟件無(wú)線(xiàn)電(SDR)是一種混頻器、濾波器、調制器/解調器和檢波器等典型元件都可以用軟件來(lái)代替的無(wú)線(xiàn)電系統。雖然這種思路很早就被提出來(lái)了，但是由于軟件開(kāi)發(fā)難度極大，在很長(cháng)一段時(shí)間內該系統仍舊處于學(xué)術(shù)研究階段。

        而如今處理器技術(shù)的不斷發(fā)展改變了這種局面。雖然實(shí)現理想的SDR——即軟件對全部無(wú)線(xiàn)電的處理都由一個(gè)全能型處理器完成——離現實(shí)還有一定的距離，但越來(lái)越多的信號處理可以由軟件高效完成。這有助于OEM制造商節省硬件成本，加快汽車(chē)上市速度。

        以下案例展示了該方案的可行性：印度是汽車(chē)制造商們非常感興趣的一個(gè)新興市場(chǎng)。該國實(shí)施的數字無(wú)線(xiàn)電標準是DRM(數字調幅廣播)，到2012年末，大多數印度人將可以收聽(tīng)到基于該標準的無(wú)線(xiàn)電廣播。實(shí)際上，將來(lái)印度的所有汽車(chē)都必須配備一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對這一標準而定制的芯片。為找到、評估并集成這一解決方案，汽車(chē)制造商需要完成大量工作；目前針對其他市場(chǎng)和標準的工作已全面展開(kāi)。

經(jīng)濟的方案
        就經(jīng)濟性而言，SDR更具吸引力——OEM制造商不需要針對每項標準單獨開(kāi)發(fā)解決方案，只需要將一個(gè)芯片與支持多種標準的硬件相集成即可。在不同市場(chǎng)使用時(shí)只需要將相應軟件激活即可。恩智浦SAF356x數字無(wú)線(xiàn)電協(xié)處理器也正是這樣一款處理方案，它能支持常見(jiàn)的可選標準，如高清廣播、DAB、DAB+和T-DMB等。這些標準可以通過(guò)特定的軟件來(lái)激活。對OEM制造商來(lái)說(shuō)，其優(yōu)勢在于無(wú)論汽車(chē)是給美國人、印度人還是歐洲人使用，都只需要執行一次硬件集成。

        這些案例表明，SDR技術(shù)并不是用全能處理器和軟件來(lái)播放無(wú)線(xiàn)電廣播這么簡(jiǎn)單。這樣的系統根本不會(huì )降低成本。相反，重點(diǎn)是要對芯片進(jìn)行精心設計，不管其基礎是硬件還是軟件，每種功能都能在技術(shù)性和經(jīng)濟性?xún)煞矫婢哂凶罴驯憩F的功能模塊進(jìn)行實(shí)現。如此一來(lái)，這種無(wú)線(xiàn)電系統應該至少由兩個(gè)硬件模塊構成：一個(gè)是始終作為核心來(lái)實(shí)現FM/AM無(wú)線(xiàn)電功能；另一個(gè)則是通過(guò)SDR來(lái)實(shí)現不同的數字廣播標準，它可以適應具體的市場(chǎng)需求，并針對相應的標準進(jìn)行編程。

傳送與支持
         這種模塊式解決方案需要注意兩個(gè)重要方面：技術(shù)對接以及客戶(hù)支持。首先，今天的George Frost在收聽(tīng)無(wú)線(xiàn)電廣播時(shí)，電臺必須保證將廣播從模擬信號切換到數字信號時(shí)不能有間斷(反之亦然)。為此，這類(lèi)無(wú)線(xiàn)電系統必須支持無(wú)縫DAB-FM混合等功能(指標準之間的漫游)，或者時(shí)間轉移功能，使廣播節目可以在用戶(hù)中斷(如接電話(huà)) 之處接續。

        第二個(gè)方面是客戶(hù)支持。對于目前的無(wú)線(xiàn)電系統來(lái)說(shuō)，由于是由芯片制造商提供的，所以在客戶(hù)支持上的問(wèn)題比較清楚。然而，軟件組件的增多可能使情況變得非常復雜，因為代碼可能來(lái)自不同的供應商。為此，必須確保無(wú)線(xiàn)電系統供應商能夠提供全面的支持，否則隨著(zhù)軟件份額的增加，他們的支持能力可能會(huì )減弱。

靈活性成就未來(lái)創(chuàng )新
        除經(jīng)濟性以外，SDR技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)勢是靈活。如果OEM制造商集成的硬件平臺越開(kāi)放(使用的標準組件以及軟件能實(shí)現的功能越多)，那么系統就越能適應未來(lái)的發(fā)展趨勢。就好比流行詞“vehicle-to-X”衍生而來(lái)的諸多可能性一樣。這里尤其需要注意，在沒(méi)有確定某種功能會(huì )被市場(chǎng)接受之前，最好不要采用任何硬件來(lái)實(shí)現該功能。

       “Vehicle-to-X”使汽車(chē)可以實(shí)現基于IEEE 802.11p傳輸標準的相互通信(即“汽車(chē)對汽車(chē)”)或者實(shí)現與周?chē)闹悄莒o止設施相連(即“汽車(chē)對基礎設施”)。因此，汽車(chē)可以提前觀(guān)察到角落的車(chē)況，并發(fā)現堵車(chē)或危險地點(diǎn)。同時(shí)也可以提前提醒駕駛員其他車(chē)輛的存在，解決了因為卡車(chē)阻擋或者道路彎曲而使駕駛員看不到其他車(chē)輛的問(wèn)題。此外，還可發(fā)出搶修工程車(chē)、救護車(chē)、交通燈等警告，使駕駛員能夠從容地調整車(chē)速和駕駛方式。

        在目前的“vehicle-to-X”可能性演示中，SDR是必不可少的組件之一。恩智浦最近在荷蘭埃因霍溫的實(shí)踐演示中使用的V2X平臺即是以SDR技術(shù)為基礎的。該平臺專(zhuān)門(mén)針對汽車(chē)工業(yè)的特殊要求而設計，采用了支持靈活編程的多標準無(wú)線(xiàn)接收器架構，并擁有收看移動(dòng)電視與衛星廣播等功能。換言之，無(wú)論將來(lái)市場(chǎng)需要什么樣的V2X功能，無(wú)需對硬件進(jìn)行較大的改動(dòng)，都可以借助該平臺與SDR技術(shù)將其集成到汽車(chē)中。

數字化不斷增強，創(chuàng )新性不斷躍升
        只要摩爾定律不變、信號處理器繼續發(fā)展，SDR技術(shù)的重要性必將不斷提升。未來(lái)的創(chuàng )新將通過(guò)軟件代碼而不是芯片一一展現在我們面前。有一件事是確定無(wú)疑的：擺在設計師面前的新的可能性將大大推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，遠遠超越George Frost 90年前的夢(mèng)想——那只不過(guò)是在開(kāi)車(chē)時(shí)收聽(tīng)廣播而已。