基于DSP的免持車(chē)載系統開(kāi)辟新天地

這幾年，許多國家都通過(guò)或推薦審議相關(guān)法律，禁止司機駕駛時(shí)使用手持電話(huà)。一些生產(chǎn)商也發(fā)布了免持車(chē)載移動(dòng)電話(huà)系統。

不幸的是，市場(chǎng)上的劣質(zhì)產(chǎn)品的效果并不理想。大多數免持移動(dòng)電話(huà)都采用短距離藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為實(shí)際標準。然而，免持系統供應商仍有幾個(gè)挑戰需要面對，因為汽車(chē)造就了一個(gè)十分惡劣的環(huán)境，嚴重影響音頻質(zhì)量、安全性和可靠性。藍牙技術(shù)的進(jìn)步還表現在它定義了幾種新規范，使免持電話(huà)系統能夠增添一些誘人的功能。

如今，人們期望車(chē)載系統提供一個(gè)全面的信息娛樂(lè )和遠程通信解決方案。模塊化的車(chē)載套件平臺應該有能力在低功耗、小尺寸、低成本、易生產(chǎn)、可測試和高品質(zhì)的前提下支持目前所有的功能。

免持套件（Hands-Free Kit － HFK）市場(chǎng)

2007年，移動(dòng)電話(huà)的全球交貨量預期超過(guò)6億部，其中30％采用藍牙技術(shù)。藍牙設備目前有10億件，至2010年將超過(guò)20億件，其中大部分是移動(dòng)電話(huà)、耳機和車(chē)載套件。

先進(jìn)的基于數字信號處理器（DSP）的免持車(chē)載套件能滿(mǎn)足人們不斷增長(cháng)的對高質(zhì)量、低成本的解決方案的需求，如圖1所示。這類(lèi)套件具有出色的音頻處理算法和直觀(guān)、友好的藍牙功能，為駕駛者提供絕佳的駕駛體驗。

圖1 基于DSP的免持套件 本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201706/350856.htm

由于汽車(chē)產(chǎn)品對質(zhì)量要求嚴格，移動(dòng)電話(huà)廠(chǎng)商和產(chǎn)品型號繁多，要提供一種優(yōu)質(zhì)、低成本的解決方案絕非易事?，F有的高質(zhì)量方案對于普通消費者往往過(guò)于昂貴?；芈曄徒翟爰夹g(shù)是高端免持車(chē)載套件的核心功能，現在已不再是什么奢侈享受。

車(chē)內的惡劣環(huán)境，如高溫，可能影響聲音質(zhì)量。電、風(fēng)和其他噪聲比比皆是，強度忽高忽低，很容易使麥克風(fēng)處于飽和狀態(tài)。設備還要經(jīng)受高強度的機械振動(dòng)和沖擊。我們需要復雜的信號處理、堅實(shí)的設計和嚴格的測試來(lái)保證設備穩定地工作，而消費者要付出高昂地代價(jià)來(lái)獲得這些好處。

除了免持這樣的基本需求之外，在一個(gè)模塊中還可以提供諸如無(wú)線(xiàn)音頻流（MP3、WMA、AAC）、CAN、GPS、GSM、WiFi、WiMAX、UWB、海量存儲、高清視頻等，使免持車(chē)載套件成為車(chē)內的信息娛樂(lè )和遠程通信平臺。幾種駕駛情形尤其需要高質(zhì)量的免持車(chē)載套件。

免持移動(dòng)電話(huà)呼叫

免持車(chē)載套件從車(chē)內立體聲音響播放來(lái)電，由麥克風(fēng)拾取司機的話(huà)音。如果司機有藍牙音頻設備，還可以用車(chē)內音響播放音樂(lè )。有來(lái)電時(shí)，音樂(lè )的音量會(huì )自動(dòng)降低并暫停，因為鈴聲也是通過(guò)車(chē)載揚聲器播放。一旦通話(huà)完成，音樂(lè )又會(huì )重新開(kāi)始，音量自動(dòng)恢復。

如果司機在車(chē)窗敞開(kāi)時(shí)接電話(huà)，使用高質(zhì)量免持車(chē)載套件會(huì )令聲音異常清晰，因為它采用了先進(jìn)的降噪和回聲消除軟件。電話(huà)的另一方也不會(huì )聽(tīng)到風(fēng)噪、車(chē)外的聲音或車(chē)輪碾過(guò)粗糙路面產(chǎn)生的路噪。司機不會(huì )聽(tīng)得回聲，即使音量調得很高、環(huán)境噪聲很大。

其他功能

存儲在手機中的電話(huà)號碼會(huì )自動(dòng)更新到免持車(chē)載套件上。任何信息變更都會(huì )自動(dòng)同步。

司機可以用具有UWB功能的筆記本電腦下載電影、歌曲和游戲，然后把所有的東西在幾分鐘內通過(guò)UWB傳輸到免持車(chē)載套件的存儲器中?？梢栽诟咔錖CD屏幕上看電影，也可以用藍牙HID鍵盤(pán)通過(guò)GSM/GPRS/WiMAX鏈接上網(wǎng)?？焖贌o(wú)線(xiàn)端口可用作免持車(chē)載套件平臺的固件升級。

優(yōu)質(zhì)免持車(chē)載套件應該提供具有語(yǔ)音提示、地圖顯示和文本指示的GPS導航系統，司機僅通過(guò)語(yǔ)音發(fā)出命令。該系統通過(guò)因特網(wǎng)連接到中央服務(wù)器，自動(dòng)從那里提取必要的導航更新信息。導航系統還可以和本地交通廣播臺聯(lián)系，并推薦最好的行車(chē)路線(xiàn)。

車(chē)輛診斷和遠程通信

車(chē)上各個(gè)部位的微控制器支持各種診斷功能，通常是通過(guò)CAN總線(xiàn)與車(chē)輛中心處理器進(jìn)行通信。免持車(chē)載套件也可以與該處理器連接，不停地監視車(chē)輛地健康狀況。

車(chē)輛出現的任何異常都會(huì )引發(fā)警告，服務(wù)中心通過(guò)GSM得到提示。當車(chē)輛開(kāi)到修車(chē)廠(chǎng)時(shí)，服務(wù)中心已經(jīng)得到了所有信息，可立即對車(chē)輛進(jìn)行維護。

基于DSP的免持車(chē)載系統

帶有高質(zhì)量藍牙軟件、支持同時(shí)的音頻和數據流的基于DSP的系統可滿(mǎn)足上述所有的駕駛情形。例如，德州儀器的免持車(chē)載套件參考設計采用為音頻優(yōu)化的TMS320C 54HFK DSP，能以低功耗、低成本提供高性能。

該參考設計包括完整的硬件方案、Gerber files、軟件驅動(dòng)、程序庫、API、應用程序源代碼實(shí)例、項目文件和隨時(shí)可用的二進(jìn)制編碼。硬件則為測試和生產(chǎn)而特別設計。

基本的設計支持基于藍牙的免持操作和高保真音頻播放，如圖2所示。電話(huà)簿同步、聲音識別、音頻流、視頻播放、GPS導航、因特網(wǎng)連接、存儲管理和車(chē)輛診斷功能可增添到免持車(chē)載套件中以滿(mǎn)足特定需求。有接口可連接到車(chē)內的音頻系統。

圖2 免持車(chē)載套件架構支持免持操作和高保真流音頻

C-Blue Adamya計算技術(shù)公司的BQB 1.2認證的藍牙協(xié)議棧具有最小的協(xié)議處理量和零復制結構。用于音頻流的SBC解碼器和用于語(yǔ)音處理的DSP算法都經(jīng)過(guò)優(yōu)化，僅占用很少的CPU周期。

設備驅動(dòng)大量使用DMA，把DSP從移動(dòng)數據的工作中解放出來(lái)。只有當前操作所需的那部分電路才處于工作狀態(tài)，因而降低了功耗。

處理器總線(xiàn)的幾個(gè)抽頭懸空，便于系統擴展。該電路板亦可當作一個(gè)靈活的免持開(kāi)發(fā)套件使用；JTAG debug端口從一個(gè)方便的抽頭引出。

C-BlueProf是另外的軟件包，它提供耳機和免持數據、音頻流和控制數據、設備的各種外設的驅動(dòng)程序，以及把用戶(hù)界面與協(xié)議及平臺整合起來(lái)的應用程序，如圖3所示?；芈曄徒翟胨惴ㄓ葾coustic Technologies公司提供。協(xié)議棧支持EDR（增強數據速率），非常緊湊、小巧，并通過(guò)了在各種藍牙應用場(chǎng)合的最苛刻的長(cháng)期測試。

圖3 C-Blue藍牙協(xié)議棧架構經(jīng)過(guò)優(yōu)化，占用很少的CPU周期

該方案采用先進(jìn)的回聲消除和降噪算法，提供清晰的音質(zhì)，即使是在非常嘈雜的環(huán)境也不會(huì )聽(tīng)到背景噪聲。高保真音頻的無(wú)線(xiàn)流動(dòng)通過(guò)藍牙中定義的AV規范獲得。