非車載導(dǎo)航—為汽車司機(jī)提供低成本的導(dǎo)航系統(tǒng)
如果提供選擇機(jī)會,我確信每個人均會選擇在他們的車輛中安裝 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)。它可以節(jié)省很多駕駛時間,并且可以大大緩解迷失方向時的沮喪,這些對于駕駛?cè)藛T來說非常寶貴,他們無法拒絕。但是,遺憾的是,這種舒適水準(zhǔn)對應(yīng)的價格,大多數(shù)人均無法承受。即使是用于各種 PDA 平臺的最新軟件和 GPS 附加設(shè)備,仍然沒有為大眾帶來高質(zhì)量的導(dǎo)航幫助。因此,至少到目前為止,我們必須依靠我們的方向感、同車乘客手頭的地圖的支持、以及當(dāng)?shù)氐牡缆窐?biāo)識來為我們導(dǎo)航,穿過陌生的道路。
如果我們查看典型內(nèi)置或配件市場 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)(圖 1)的設(shè)計,我們可以發(fā)現(xiàn)功能塊是由多個成本不菲的組件構(gòu)成的。首先,存在一個處理器,它通常為 32 位類型,允許快速高效地計算復(fù)雜的路由選擇算法,以便提供高質(zhì)量的用戶體驗。其次,有一個彩色顯示屏,顯示當(dāng)前位置的地圖,并且可能存在用戶可以進(jìn)行輸入的觸摸屏。GPS 模塊當(dāng)然是必備組件,保存地圖、位置和興趣點數(shù)據(jù)庫的存儲介質(zhì)同樣不可或缺。這里未顯示的一個巨大成本是地圖本身的許可證費,這就是為什么這些系統(tǒng)的新光盤非常昂貴,以及為什么大多數(shù)汽車司機(jī)不愿操心使他們的系統(tǒng)保持最新狀態(tài)的原因。當(dāng)前形式的導(dǎo)航系統(tǒng)與最初設(shè)計時或多或少保持相同,但隨著現(xiàn)在可以從互聯(lián)網(wǎng)上隨時獲取數(shù)據(jù),GSM 模塊也將提供完美的方式來增強(qiáng)系統(tǒng)的功能,以便提供精確的交通信息、興趣點、旅館預(yù)訂功能以及其它功能。遺憾的是,這樣做的成本非常之高,讓人不敢動這個念頭。
理想狀態(tài)下,如果在汽車中安裝了這樣一個系統(tǒng),用戶就能使用他們已安裝了手機(jī)底座的手機(jī)提供這種數(shù)據(jù)鏈路。遺憾的是,對于大眾市場而言,為 GSM 手機(jī)增加手機(jī)底座太過于復(fù)雜,因為不同的手機(jī)生產(chǎn)商采用大量不同的并且不斷變化的連接器。汽車無線電設(shè)備使用的 RDS 系統(tǒng)可以提供導(dǎo)航系統(tǒng)使用的交通數(shù)據(jù),但這些無線電系統(tǒng)始終局限于嵌入汽車儀表板的系統(tǒng)。
為了將導(dǎo)航系統(tǒng)引入更廣闊的市場,不論是作為購買新車時的一種選擇,還是作為配件市場產(chǎn)品,該系統(tǒng)的成本均需要大幅度下調(diào)。它需要基于低成本的微控制器,同時為用戶帶來一系列有價值的服務(wù),例如,在旅途上尋找能夠避開交通擁擠點的路線,和進(jìn)行交通流量更新??梢匀∠噬貓D顯示,因為人們并不真正需要它,并且把它換成高質(zhì)量的口頭方向命令,以及簡單經(jīng)濟(jì)的單色顯示屏顯示的文字描述的方向。并且我們還可以免除本地光盤或閃存地圖信息,改為使用遠(yuǎn)程服務(wù)器為我們計算路線,根據(jù)一天當(dāng)中的時間來使用最新的地圖信息以及道路使用情況的知識,允許用戶選擇最佳的行車線路。圖 2 顯示了此類硬件平臺。這里我們可以看出,它并不是集成 GSM 模塊以便提供通往互聯(lián)網(wǎng)的必需數(shù)據(jù)鏈路,也不存在由于試圖實現(xiàn)用戶使用 SIM 卡來進(jìn)行呼叫計費的某種方式而導(dǎo)致的相關(guān)問題,它使用 LMX5252 無線電收發(fā)器來附加藍(lán)牙接口。藍(lán)牙可以為 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)商提供成本效率最高、投放市場時間最短、互操作性最強(qiáng)的解決方案,用于這種低成本的 GPS 系統(tǒng)。
通過使用藍(lán)牙的撥號網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)范 (DUNP),GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)可以使用任何可用的本地藍(lán)牙功能手機(jī)來存取基于互聯(lián)網(wǎng)的交通信息??梢酝ㄟ^與已在提供此類信息的汽車協(xié)會(例如德國的 ADAC)的合作來提供基于萬維網(wǎng)的交通信息,或通過專門為硬件制造商創(chuàng)建的網(wǎng)站來提供(參見圖 3)。由于藍(lán)牙協(xié)議和應(yīng)用規(guī)范能夠保證互操作性,因此 GPS 系統(tǒng)開發(fā)商可以讓最終消費者通過選擇適當(dāng)?shù)乃{(lán)牙功能手機(jī)和 GSM 服務(wù)提供商,來選擇導(dǎo)航系統(tǒng)如何存取基于互聯(lián)網(wǎng)的交通信息。
美國國家半導(dǎo)體公司的 CP3000 系列連通處理器構(gòu)成一個完美的平臺,能夠在當(dāng)前任何 GPS 系統(tǒng)中啟用藍(lán)牙,不論該系統(tǒng)是嵌入汽車儀表板中,或是手持式系統(tǒng)。這些器件還提供許多附加的連通接口,以便增加靈活性或提供日后進(jìn)一步開發(fā)產(chǎn)品的方式。另外,該處理器的強(qiáng)大尋址能力還可以提供充足的片外存儲器,用于立即存儲下載的數(shù)據(jù)和交通信息數(shù)據(jù)庫。
CP3000 連通處理器是由功能強(qiáng)大的第三代 CR16C CompactRISC™ 處理器核心( 一種類似 16 位 RISC 的處理器)來驅(qū)動。由于巧妙混合了 RISC 指令(使代碼規(guī)模保持較小)和 CISC 類型指令(允許非中斷位操作指令、推/彈指令和裝載/存儲指令),因此 CR16C 能夠支持藍(lán)牙接口、包括各種應(yīng)用規(guī)范,并在少量的內(nèi)存記億體中處理復(fù)雜的應(yīng)用程序。通過單一指令在堆棧中迅速存儲和檢索多達(dá) 8 個內(nèi)部核心寄存器的能力,使 RTOS 更容易實現(xiàn)端口傳遞,并且確??焖儆行У纳舷挛那袚Q。這種三級管道可以進(jìn)行指令的提取、解碼和執(zhí)行,從而實現(xiàn)了每時鐘周期一條指令的最高吞吐量。盡管是 16 位體系結(jié)構(gòu),16 位通用寄存器占多數(shù),但可以看到該核心的內(nèi)部數(shù)據(jù)路徑的寬度為 32 位。這允許在四個寬度為 32 位的通用核心寄存器中加載 32 位數(shù)據(jù),從而在使用可重定位的代碼時增強(qiáng)核心性能。借助高效的變址尋址模式,可以使用各種內(nèi)存來擴(kuò)展 256KB 的片上閃存以及 10KB 的片上 SRAM。片上閃存還支持系統(tǒng)時鐘頻率高達(dá) 24MHz 的單周期讀取。
CP3000 通信處理器的 CAN 接口適用于安裝在汽車儀表板中的導(dǎo)航系統(tǒng)。這將允許汽車制造商通過 CP3BT 將 GPS 系統(tǒng)集成至 CAN 總線,以便共享數(shù)據(jù)以及發(fā)出和接受控制請求。此外,系統(tǒng)可以將車輛中已有的儀表板顯示屏和控制按鈕用作它的人機(jī)接口 (HMI)。配件市場 GPS 系統(tǒng)的備選接口為 USB 接口。這將使消費者能夠靈活地將 GPS 系統(tǒng)連接至便攜式電腦或臺式機(jī),它們一般具有 USB,但沒有藍(lán)牙接口,同時,消費者在旅程中仍然能夠使用他們手機(jī)的藍(lán)牙功能來獲取交通信息。系統(tǒng)音頻還可以被傳送至車輛中已有的音頻系統(tǒng),臨時使無線電設(shè)備靜音。
由于藍(lán)牙具有高度的靈活性,支持與多種類型的電子產(chǎn)品進(jìn)行多種不同的連接,并且該協(xié)議的互操作性有保證,因此它的確是用于擴(kuò)展導(dǎo)航系統(tǒng)功能的首選接口。CP3000 系列連通處理器使您能夠更容易地做出這種選擇。
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