IDB-1394汽車網絡使車載信息娛樂更簡單
目前人們對用于車載多媒體網絡的1394Automotive關注度越來越高,而且期望其在將來的汽車市場上通用。近年來各國視線逐漸轉向數字電視,有關高清的產品越來越多,再加上2013年Blu-Ray播放器將停止模擬輸出,使得1394Automotive得以應用于愈來愈兇猛的車載網絡數字傳輸大潮中。正是因為預測未來對后座娛樂系統(tǒng)的需求,富士通微電子早在2005年就帶領其它供應商引進了1394Automotive控制器。
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/196934.htm下面連接到網絡上的設備列表即可明白汽車網絡的帶寬要求(圖1):
用于避免碰撞的視野攝像頭
GPS裝置
MP3播放器
高清晰度多媒體播放器和顯示器
游戲控制臺
能通過蜂窩和Wi-Fi網絡訪問網頁與發(fā)送電子郵件的個人電腦和其它設備
圖1:汽車網絡器件
這些設備之間的通訊需要大容量的帶寬網絡,并且將來吞吐量要求也會不斷提高。必須適當處理流量,以便提供良好的服務質量。該網絡采用的技術包括硬件和軟件兩部分。
1394汽車技術簡介
1394高速傳輸技術的第一種標準是IEEE1394-1995,這個版本允許數據達到400Mbps,第二個版本是1394a-2000,它增加的功能例如異步數據流和串聯(lián)包。1394a-2000可以支持800Mps的數據速率。近年來,支持1600Mps和3200Mbps的也加入到這個標準中。1394汽車標準1394b-2000已經在2000年得到批準。
1394標準包含2種數據通信:同步和異步。同步數據(視頻和音頻)要保證及時性,但不保證送達。如果遲到,則這類數據的本質讓它成了無用數據,但是可以丟棄某些數據而不會產生重大問題。1394規(guī)范分配了125s的周期時隙來發(fā)送同步數據。
另一方面,異步數據要保證送達,但不保證及時性。這類數據必須到達目的地,但是時間不重要。如果未能送達,節(jié)點則會重新發(fā)送數據。
1394協(xié)議堆棧見圖2,由事物處理層、鏈路層和物理層組成。在1394控制器IC中,在軟件中實現(xiàn)事物處理層,在軟件或硬件中實現(xiàn)鏈路層,在硬件中實現(xiàn)物理層。
圖2:IEEE1394協(xié)議堆棧
1394汽車技術與競爭技術對比
了解1394汽車技術的最簡便方法是將其與替代技術進行對比。跟1394技術相比,MOST150(MOST速度最高的版本)和千兆位級以太網的劣勢很明顯,如下所述。這些劣勢包含在市面上的網絡標準和IC實現(xiàn)。
MOST150的劣勢
缺乏DTCP
內容保護是汽車數字多媒體網絡必須具備的特性,并且數字傳輸內容保護(DTCP)是實現(xiàn)這種功能的主要技術。由于MOST150產品缺乏這種特性,所以MOST網絡需要其它器件來實現(xiàn)內容保護(圖3)。
圖3MOST150沒有DTCP在存儲媒體的內容保護
缺乏內容保護導致了硬件成本和其它軟件支持成本的增加。并且,即使使用外部DTCP器件,也只能在網絡而不是存儲媒體(HDD等)上保護MOST150系統(tǒng)中的多媒體內容。
相反,1394汽車IC具有內置式DTCP。這種方法可將硬件和軟件成本最小化,同時還能保證全面保護數據。
總線速度低
MOST150網絡只能夠實現(xiàn)150Mbps的速度,這只是當今的1394汽車器件的800Mbps總線速度的一小部分。將來,1394器件的總線速度預計會加倍。
需要外部數據壓縮
為了補償總線速度低的不足,MOST150網絡可以通過使用數據壓縮將數據吞吐量提高到可以與1394汽車網絡相媲美的水平。這種方案需要外部編解碼器來壓縮和解壓縮多媒體數據,從而產生了2個問題。
首先,實現(xiàn)多媒體壓縮和解壓縮(如MPEG2-TS)需要典型器件,而這些器件會使延遲大幅增加–可能高達400ms。因此,驅動器會發(fā)現(xiàn)視野照相機視頻中出現(xiàn)了顯著延遲。在用戶快進DVD時,壓縮/解壓縮延遲還會導致重大延遲(圖4)。
圖4:外部多媒體編解碼器導致MOST150網絡發(fā)生重大延遲
第二個問題是使用外部編解碼器產生的成本問題。伴隨編解碼器的是設計需要外部幀存儲器來緩沖視頻。事實上,MOST150設計需要的芯片器件可能多達8個。
由于1394汽車網絡的總線速度高得多,所以根本無需壓縮。然而,如果預期的帶寬要求極高,設計則可以利用內置到富士通1394汽車器件中的編解碼器來實現(xiàn)低延遲和低成本。我們認為,這些內置式編解碼器可以將延遲保持在4ms,并且只需2塊芯片即可實現(xiàn)設計。
1394汽車和MOST150所需的器件數量對比見圖5。
圖5:器件對比
軟件
由于少數公司控制著MOST技術,所以只有少量的公司掌握著該多媒體總線的軟件專業(yè)知識。因此,MOST系統(tǒng)的軟件開發(fā)成本較高,并且系統(tǒng)集成商也只能控制有限的軟件。
千兆位級以太網的劣勢
缺乏集成式DTCP
與MOST一樣,以太網控制器缺乏集成式DTCP功能。用于實現(xiàn)外部DTCP功能的其它元件增加了成本,并且損害了存儲器件內的數據保護。
可能的外部編解碼器
雖然千兆位級以太網的帶寬比MOST150的高得多,但是不斷增加的帶寬需求(如用于高清晰度視頻)最終可能會迫使以太網使用數據壓縮。由于以太網控制器缺乏集成式編解碼器,所以會要求使用外部元件,因此增加了所需芯片的數量和成本。
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