USB昂首進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域

摘要： 本文介紹了通用串行總線(xiàn)在汽車(chē)電子領(lǐng)域的應用以及采用USB的信息娛樂(lè )系統的設計細節。

關(guān)鍵詞： USB；汽車(chē)電子

長(cháng)期以來(lái)，通用串行總線(xiàn)(USB)一直是PC外設連接的普適標準，不過(guò)，USB最近已開(kāi)始躋身汽車(chē)市場(chǎng)。支持MP3的立體聲系統、DVD播放機和先進(jìn)的GPS導航系統等都是專(zhuān)為給乘客提供“信息”和“娛樂(lè )”服務(wù)而設計的“信息娛樂(lè )”汽車(chē)電子系統的組成部分。為汽車(chē)配備這些高科技的“小玩意兒”需要一種精細但不復雜的通信形式，而USB自問(wèn)世以來(lái)就一直起著(zhù)這種作用。

汽車(chē)內部的媒體設備追隨著(zhù)消費電子的發(fā)展步伐。最早是八軌機，后來(lái)是盒式磁帶錄音機和CD機，顯然，下一步就該是MP3了。擁有iPod或MP3等相似設備的消費者遠遠超過(guò)1.5億，而FM發(fā)射器和汽車(chē)出廠(chǎng)時(shí)安裝的iPod座在與立體聲系統直接聯(lián)結之前只不過(guò)是一種補綴而已。信息娛樂(lè )系統還包括觸摸屏導航設備、可折疊式電視屏和移動(dòng)電話(huà)揚聲器系統。轉眼之間汽車(chē)已經(jīng)變成了“車(chē)輪上的PC”。由于和信息娛樂(lè )裝置相連的便攜式消費電子產(chǎn)品越來(lái)越多，因而需要一種能夠適用于幾乎所有設備的標準連接形式。10多年前，PC市場(chǎng)也面臨著(zhù)同樣的難題，從而導致了USB的誕生。這樣一來(lái)，汽車(chē)業(yè)就不必重新摸索了。幾乎所有的消費電子產(chǎn)品都需要借助PC來(lái)實(shí)現某種形式的功能(下載MP3歌曲、上傳圖片等等)，而最常用的連接便是USB。對汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)，它實(shí)際上已經(jīng)擁有了一種可資利用的“通用”標準。

采用USB的信息娛樂(lè )系統設計的細節

為了利用車(chē)內的USB，不管是便攜式消費類(lèi)設備，抑或是信息娛樂(lè )系統，都必須包含一個(gè)用于控制數據流動(dòng)的USB主機。這些裝置中的USB主機并不是PC中的標準USB主機控制器，而是一種面向便攜式消費電子產(chǎn)品的優(yōu)化ASIC或嵌入式主機IC。高端信息娛樂(lè )系統(先進(jìn)的GPS導航、全功能立體聲系統)常常包含一個(gè)專(zhuān)為執行某種專(zhuān)用功能而定制的ASIC。由于這些ASIC通?；贗P庫，因此，它們往往集成了USB主機IP，旨在支持USB外設。較為簡(jiǎn)單的系統(基本型立體聲裝置、移動(dòng)電話(huà)座)不需要那么高的處理能力，可以選用非?；镜腁SIC或嵌入式微處理器。在這些場(chǎng)合中，可利用分立的嵌入式主機IC來(lái)增添一個(gè)USB主機。采用嵌入式主機使得ASIC能夠削減其功能組，以節省空間和成本，同時(shí)仍然支持USB。使用分立的嵌入式主機還可加快產(chǎn)品的面市進(jìn)程。無(wú)論設計師選用的是集成解決方案還是分立解決方案，所有的USB主機都需要一個(gè)主機堆棧。從本質(zhì)上講，該主機堆棧就是主機控制器的“大腦”，負責啟用某個(gè)消費應用程序內部的所有USB功能。典型主機堆棧包含應用編程接口(API)、實(shí)時(shí)操作系統(RTOS)和核心USB驅動(dòng)器。

當把USB主機設計到信息娛樂(lè )系統中的時(shí)候，應用和使用模型將確定所需的帶寬要求。對于大多數汽車(chē)應用而言，全速USB(12Mbps)便足夠了。例如：普通MP3被壓縮在128Kbps和192Kbps之間，而高品質(zhì)MP3的帶寬要求則提升至320Kbps，這些都遠遠低于12Mbps全速USB所能支持的水平。即便是來(lái)自CD的非壓縮WAV文件流的最大數據傳送速率也不過(guò)1.5Mbps，同樣絲毫沒(méi)有超出全速USB的帶寬范圍。只有當系統具有1GB或更大容量的板上存儲器或進(jìn)行高分辨率視頻的流式傳輸時(shí)，才應該考慮高速USB(480Mbps)。

汽車(chē)信息娛樂(lè )系統必須做好在極限溫度條件下工作的準備。為了確保所有的車(chē)載設備都能夠在各種條件下正確運行，汽車(chē)電子理事會(huì )(AEC)制定了一種名為“AEC Q100”的規范，該規范要求汽車(chē)元件可在-40℃至150℃的溫度范圍內(分為不同的等級)正常操作。某些汽車(chē)制造商或許會(huì )要求信息娛樂(lè )系統中的全部元件均符合AEC Q100規范中所擬定的某種特定的等級。欲知更多信息，請訪(fǎng)問(wèn)AEC的網(wǎng)站，網(wǎng)址：www.aecouncil.com。

USB解決方案

由于需要考慮諸多的規范和要求，因此選用正確的USB解決方案會(huì )是一項棘手的工作。賽普拉斯的EZ-Host(CY7C67300)嵌入式主機解決方案是一款經(jīng)過(guò)AEC資質(zhì)認定的器件，并擁有完整的產(chǎn)品支持。通過(guò)與CY4645參考設計的組合，賽普拉斯提供了一款交鑰匙型解決方案，從而實(shí)現了產(chǎn)品的快速面市以及所有信息娛樂(lè )平臺的簡(jiǎn)易型客戶(hù)化設計。由于獲得了完整的固件、線(xiàn)路圖、主機堆棧和文檔資料，因而使得設計師能夠將支配權掌握在自己的手中。更多信息請訪(fǎng)問(wèn)www.cypress.com。