SDR — 創(chuàng)新蓄勢待發(fā)

         隨著處理器性能的爆炸式發(fā)展，軟件無線電(SDR)引起了汽車OEM制造商的極大興趣。首先，將無線電功能移植到軟件可以為全球汽車生產(chǎn)帶來成本優(yōu)勢。其次，SDR為汽車制造商提供更多創(chuàng)新應用選擇，線路靈活度更高。然而，SDR本身目前還遠不是一項性價比突出的解決方案。市場還需要集專門化與靈活性于一體的功能模塊。

        時光回溯到1922年，當時18歲的George Frost對收聽廣播沉迷不已。他只是給新買的福特T型車的門上裝了一個接收器，就因此而發(fā)明了車載無線電。80余年后，車載無線電給汽車工業(yè)帶來了更大的挑戰(zhàn)：工程師們如今急需提供一種解決方案，使車載無線電能夠同時接收常規(guī)的模擬信號和數(shù)字無線電信號。數(shù)字無線電意味著更高的音質、更多的電臺選擇以及天氣預報、路況信息等服務。

         全球數(shù)字無線電存在多種廣播標準，從數(shù)字調幅廣播(DRM)或DRM+、到數(shù)字音頻廣播 (DAB)或DAB+，再到地面數(shù)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(zhàn)。就短期內來看，不大可能就單一的標準達成一致，畢竟不同的國家和地區(qū)有著自己的偏好：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(xiàn)狀意味著，汽車工業(yè)的全球制造商需要耗費大量的時間和金錢來推出因市場而異的數(shù)字無線電解決方案。工程師們必須去評估、測試和集成不同類型的硬件，才能讓不同國家和地區(qū)的駕駛員實現(xiàn)George Frost當初的夢想——在車上收聽無線電廣播。

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就可以作為解決上述問題的一種方法。軟件無線電(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代替的無線電系統(tǒng)。雖然這種思路很早就被提出來了，但是由于軟件開發(fā)難度極大，在很長一段時間內該系統(tǒng)仍舊處于學術研究階段。

        而如今處理器技術的不斷發(fā)展改變了這種局面。雖然實現(xiàn)理想的SDR——即軟件對全部無線電的處理都由一個全能型處理器完成——離現(xiàn)實還有一定的距離，但越來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(jié)省硬件成本，加快汽車上市速度。

        以下案例展示了該方案的可行性：印度是汽車制造商們非常感興趣的一個新興市場。該國實施的數(shù)字無線電標準是DRM(數(shù)字調幅廣播)，到2012年末，大多數(shù)印度人將可以收聽到基于該標準的無線電廣播。實際上，將來印度的所有汽車都必須配備一個專門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，汽車制造商需要完成大量工作；目前針對其他市場和標準的工作已全面展開。

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發(fā)解決方案，只需要將一個芯片與支持多種標準的硬件相集成即可。在不同市場使用時只需要將相應軟件激活即可。恩智浦SAF356x數(shù)字無線電協(xié)處理器也正是這樣一款處理方案，它能支持常見的可選標準，如高清廣播、DAB、DAB+和T-DMB等。這些標準可以通過特定的軟件來激活。對OEM制造商來說，其優(yōu)勢在于無論汽車是給美國人、印度人還是歐洲人使用，都只需要執(zhí)行一次硬件集成。

        這些案例表明，SDR技術并不是用全能處理器和軟件來播放無線電廣播這么簡單。這樣的系統(tǒng)根本不會降低成本。相反，重點是要對芯片進行精心設計，不管其基礎是硬件還是軟件，每種功能都能在技術性和經(jīng)濟性兩方面具有最佳表現(xiàn)的功能模塊進行實現(xiàn)。如此一來，這種無線電系統(tǒng)應該至少由兩個硬件模塊構成：一個是始終作為核心來實現(xiàn)FM/AM無線電功能；另一個則是通過SDR來實現(xiàn)不同的數(shù)字廣播標準，它可以適應具體的市場需求，并針對相應的標準進行編程。

傳送與支持
         這種模塊式解決方案需要注意兩個重要方面：技術對接以及客戶支持。首先，今天的George Frost在收聽無線電廣播時，電臺必須保證將廣播從模擬信號切換到數(shù)字信號時不能有間斷(反之亦然)。為此，這類無線電系統(tǒng)必須支持無縫DAB-FM混合等功能(指標準之間的漫游)，或者時間轉移功能，使廣播節(jié)目可以在用戶中斷(如接電話) 之處接續(xù)。

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

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

       “Vehicle-to-X”使汽車可以實現(xiàn)基于IEEE 802.11p傳輸標準的相互通信(即“汽車對汽車”)或者實現(xiàn)與周圍的智能靜止設施相連(即“汽車對基礎設施”)。因此，汽車可以提前觀察到角落的車況，并發(fā)現(xiàn)堵車或危險地點。同時也可以提前提醒駕駛員其他車輛的存在，解決了因為卡車阻擋或者道路彎曲而使駕駛員看不到其他車輛的問題。此外，還可發(fā)出搶修工程車、救護車、交通燈等警告，使駕駛員能夠從容地調整車速和駕駛方式。

        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踐演示中使用的V2X平臺即是以SDR技術為基礎的。該平臺專門針對汽車工業(yè)的特殊要求而設計，采用了支持靈活編程的多標準無線接收器架構，并擁有收看移動電視與衛(wèi)星廣播等功能。換言之，無論將來市場需要什么樣的V2X功能，無需對硬件進行較大的改動，都可以借助該平臺與SDR技術將其集成到汽車中。

數(shù)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(xù)發(fā)展，SDR技術的重要性必將不斷提升。未來的創(chuàng)新將通過軟件代碼而不是芯片一一展現(xiàn)在我們面前。有一件事是確定無疑的：擺在設計師面前的新的可能性將大大推動行業(yè)的發(fā)展，遠遠超越George Frost 90年前的夢想——那只不過是在開車時收聽廣播而已。