智能車載信息系統(tǒng)設計

　　微軟利用了FPGA技術的靈活性和高集成度能力。該平臺使用了一個Spartan-3 XC3S400
FPGA，用于實現多個獨立的目的，如GSM電話接口、車輛接口(CAN控制器和K-線路)以及復雜的音頻信號調節(jié)和路由功能(如圖2所示)。

　　FPGA提供的高集成度也具有在一個器件內包含多種總線、接口和時鐘的優(yōu)點，從而使利用EMI的設計容易管理。此外，減少組件數量和電路板空間將降低生產成本，實現更高的制造質量，在任何汽車設計中這些都是重要的因素。

　　在了解了車輛開發(fā)的實質和目前已有的眾多不同的車輛接口，微軟有意設計了一個靈活的解決方案，可允許對后端車輛接口進行快速修改而不影響下層架構和系統(tǒng)性能。例如，在未來將有可能調節(jié)FPGA解決方案，使之能滿足帶有諸如MOST、IDB-1394或其它數字車輛網絡等汽車總線的最終應用的需求。

語音識別系統(tǒng)
　　微軟車載信息處理平臺的核心是語音識別(VR)系統(tǒng)。任何VR系統(tǒng)中的音頻信號路徑都是模擬偏置/濾波、數字化和數字濾波，最后才將信號送到VR引擎進行語音處理。

　　在此路徑中，存在多個多余噪聲進入系統(tǒng)(包括電氣平臺上和汽車環(huán)境內，甚至在這些電子裝置之前)的機會。產品開發(fā)者和汽車制造商都必須確保話筒位置和類型能正確地適用于應用和環(huán)境。

　　在完美的情況下，VR系統(tǒng)將接收到干凈、連續(xù)的語音信號--但鑒于汽車環(huán)境的動態(tài)本質，設計可接受的語音識別并不是一件容易的事。諸如車速、車窗狀態(tài)(開/關)、道路噪聲以及天氣狀況(雨/風)等因素將進一步惡化本來已很難解決的VR系統(tǒng)問題，如語言、口音和性別等。這些附加的因素增強了在信號到達VR引擎之前采用高適應性數字濾波算法對其進行預處理的重要性。

　　微軟選擇了用硬件來實現這種信號預處理功能，并采用了賽靈思的并行DSP處理。Spartan-3
FPGA具有多達104個嵌入式18位乘法器，特別適合用于在一個低成本器件中實現緊湊DSP結構，如MAC引擎、分布式算術FIR濾波器以及全并行FIR濾波器。

　　微軟還將處理器密集型軟件濾波任務卸載到硬件中來實現。當然，這種預處理也可以用ASSP來實現，如專用DSP芯片。但這樣做就會失去通過該平臺其它部分的高度集成所獲得的好處。

　　車載信息系統(tǒng)與VR的結合可以實現專門適用于某些類型的用戶和環(huán)境(如語言：英語；口音：蘇格蘭；性別：女)的可適應和可升級的VR引擎和DSP濾波器。

　　在設計汽車產品(特別是車輛的信息娛樂部分)時留有充分備用資源以適應新的和意外的未來升級的重要性同樣適用于FPGA。現在對汽車OEM廠商來說越來越清楚的是，采用靈活和可伸縮固件的架構在未來平臺中是必需的。

　　雖然目前的微軟平臺中沒有實現系統(tǒng)協處理器，但可以很容易地通過添加軟處理器來實現。就像在微軟的設計中把DSP處理負荷從主處理器上卸載一樣，也可以使用嵌入式處理器(如Xilinx
32位MicroBlaze軟處理器或8位PicoBlaze微控制器)從主系統(tǒng)處理器上卸載一些處理負荷。
用于汽車應用的FPGA
　　近年來車載電子設備出現了巨大的增長，不僅傳統(tǒng)的車身控制和發(fā)動機管理方面，還包括駕駛員輔助系統(tǒng)和車載信息系統(tǒng)應用等新的領域。IEEE最近公布的數字顯示，汽車電子年增長率為16%，并預計到2005年在一個中型汽車內電子設備的成本將占到總成本的25%。

　　車載信息系統(tǒng)顯示出更像消費產品的一些特性--上市時間快，在市時間短，標準和協議不斷變化。這些問題將影響工程師們進行設計和選擇所需硬件以快速創(chuàng)建、重復和支持未來升級的方法。