基于DSP的免持車(chē)載系統(tǒng)開(kāi)辟新天地
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時(shí)間：2017-06-08
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
這幾年，許多國(guó)家都通過(guò)或推薦審議相關(guān)法律，禁止司機(jī)駕駛時(shí)使用手持電話。一些生產(chǎn)商也發(fā)布了免持車(chē)載移動(dòng)電話系統(tǒng)。
不幸的是，市場(chǎng)上的劣質(zhì)產(chǎn)品的效果并不理想。大多數(shù)免持移動(dòng)電話都采用短距離藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)作為實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。然而，免持系統(tǒng)供應(yīng)商仍有幾個(gè)挑戰(zhàn)需要面對(duì)，因?yàn)槠?chē)造就了一個(gè)十分惡劣的環(huán)境，嚴(yán)重影響音頻質(zhì)量、安全性和可靠性。藍(lán)牙技術(shù)的進(jìn)步還表現(xiàn)在它定義了幾種新規(guī)范，使免持電話系統(tǒng)能夠增添一些誘人的功能。
如今，人們期望車(chē)載系統(tǒng)提供一個(gè)全面的信息娛樂(lè)和遠(yuǎn)程通信解決方案。模塊化的車(chē)載套件平臺(tái)應(yīng)該有能力在低功耗、小尺寸、低成本、易生產(chǎn)、可測(cè)試和高品質(zhì)的前提下支持目前所有的功能。
免持套件（Hands-Free Kit － HFK）市場(chǎng)
2007年，移動(dòng)電話的全球交貨量預(yù)期超過(guò)6億部，其中30％采用藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙設(shè)備目前有10億件，至2010年將超過(guò)20億件，其中大部分是移動(dòng)電話、耳機(jī)和車(chē)載套件。
先進(jìn)的基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的免持車(chē)載套件能滿足人們不斷增長(zhǎng)的對(duì)高質(zhì)量、低成本的解決方案的需求，如圖1所示。這類(lèi)套件具有出色的音頻處理算法和直觀、友好的藍(lán)牙功能，為駕駛者提供絕佳的駕駛體驗(yàn)。
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圖1 基于DSP的免持套件 本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201706/350856.htm |
車(chē)內(nèi)的惡劣環(huán)境，如高溫，可能影響聲音質(zhì)量。電、風(fēng)和其他噪聲比比皆是，強(qiáng)度忽高忽低，很容易使麥克風(fēng)處于飽和狀態(tài)。設(shè)備還要經(jīng)受高強(qiáng)度的機(jī)械振動(dòng)和沖擊。我們需要復(fù)雜的信號(hào)處理、堅(jiān)實(shí)的設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的測(cè)試來(lái)保證設(shè)備穩(wěn)定地工作，而消費(fèi)者要付出高昂地代價(jià)來(lái)獲得這些好處。
除了免持這樣的基本需求之外，在一個(gè)模塊中還可以提供諸如無(wú)線音頻流（MP3、WMA、AAC）、CAN、GPS、GSM、WiFi、WiMAX、UWB、海量存儲(chǔ)、高清視頻等，使免持車(chē)載套件成為車(chē)內(nèi)的信息娛樂(lè)和遠(yuǎn)程通信平臺(tái)。幾種駕駛情形尤其需要高質(zhì)量的免持車(chē)載套件。
免持移動(dòng)電話呼叫
免持車(chē)載套件從車(chē)內(nèi)立體聲音響播放來(lái)電，由麥克風(fēng)拾取司機(jī)的話音。如果司機(jī)有藍(lán)牙音頻設(shè)備，還可以用車(chē)內(nèi)音響播放音樂(lè)。有來(lái)電時(shí)，音樂(lè)的音量會(huì)自動(dòng)降低并暫停，因?yàn)殁徛曇彩峭ㄟ^(guò)車(chē)載揚(yáng)聲器播放。一旦通話完成，音樂(lè)又會(huì)重新開(kāi)始，音量自動(dòng)恢復(fù)。
如果司機(jī)在車(chē)窗敞開(kāi)時(shí)接電話，使用高質(zhì)量免持車(chē)載套件會(huì)令聲音異常清晰，因?yàn)樗捎昧讼冗M(jìn)的降噪和回聲消除軟件。電話的另一方也不會(huì)聽(tīng)到風(fēng)噪、車(chē)外的聲音或車(chē)輪碾過(guò)粗糙路面產(chǎn)生的路噪。司機(jī)不會(huì)聽(tīng)得回聲，即使音量調(diào)得很高、環(huán)境噪聲很大。
其他功能
存儲(chǔ)在手機(jī)中的電話號(hào)碼會(huì)自動(dòng)更新到免持車(chē)載套件上。任何信息變更都會(huì)自動(dòng)同步。
司機(jī)可以用具有UWB功能的筆記本電腦下載電影、歌曲和游戲，然后把所有的東西在幾分鐘內(nèi)通過(guò)UWB傳輸?shù)矫獬周?chē)載套件的存儲(chǔ)器中?？梢栽诟咔錖CD屏幕上看電影，也可以用藍(lán)牙HID鍵盤(pán)通過(guò)GSM/GPRS/WiMAX鏈接上網(wǎng)?？焖贌o(wú)線端口可用作免持車(chē)載套件平臺(tái)的固件升級(jí)。
優(yōu)質(zhì)免持車(chē)載套件應(yīng)該提供具有語(yǔ)音提示、地圖顯示和文本指示的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，司機(jī)僅通過(guò)語(yǔ)音發(fā)出命令。該系統(tǒng)通過(guò)因特網(wǎng)連接到中央服務(wù)器，自動(dòng)從那里提取必要的導(dǎo)航更新信息。導(dǎo)航系統(tǒng)還可以和本地交通廣播臺(tái)聯(lián)系，并推薦最好的行車(chē)路線。
車(chē)輛診斷和遠(yuǎn)程通信
車(chē)上各個(gè)部位的微控制器支持各種診斷功能，通常是通過(guò)CAN總線與車(chē)輛中心處理器進(jìn)行通信。免持車(chē)載套件也可以與該處理器連接，不停地監(jiān)視車(chē)輛地健康狀況。
車(chē)輛出現(xiàn)的任何異常都會(huì)引發(fā)警告，服務(wù)中心通過(guò)GSM得到提示。當(dāng)車(chē)輛開(kāi)到修車(chē)廠時(shí)，服務(wù)中心已經(jīng)得到了所有信息，可立即對(duì)車(chē)輛進(jìn)行維護(hù)。
基于DSP的免持車(chē)載系統(tǒng)
帶有高質(zhì)量藍(lán)牙軟件、支持同時(shí)的音頻和數(shù)據(jù)流的基于DSP的系統(tǒng)可滿足上述所有的駕駛情形。例如，德州儀器的免持車(chē)載套件參考設(shè)計(jì)采用為音頻優(yōu)化的TMS320C 54HFK DSP，能以低功耗、低成本提供高性能。
該參考設(shè)計(jì)包括完整的硬件方案、Gerber files、軟件驅(qū)動(dòng)、程序庫(kù)、API、應(yīng)用程序源代碼實(shí)例、項(xiàng)目文件和隨時(shí)可用的二進(jìn)制編碼。硬件則為測(cè)試和生產(chǎn)而特別設(shè)計(jì)。
基本的設(shè)計(jì)支持基于藍(lán)牙的免持操作和高保真音頻播放，如圖2所示。電話簿同步、聲音識(shí)別、音頻流、視頻播放、GPS導(dǎo)航、因特網(wǎng)連接、存儲(chǔ)管理和車(chē)輛診斷功能可增添到免持車(chē)載套件中以滿足特定需求。有接口可連接到車(chē)內(nèi)的音頻系統(tǒng)。
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圖2 免持車(chē)載套件架構(gòu)支持免持操作和高保真流音頻 |
設(shè)備驅(qū)動(dòng)大量使用DMA，把DSP從移動(dòng)數(shù)據(jù)的工作中解放出來(lái)。只有當(dāng)前操作所需的那部分電路才處于工作狀態(tài)，因而降低了功耗。
處理器總線的幾個(gè)抽頭懸空，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。該電路板亦可當(dāng)作一個(gè)靈活的免持開(kāi)發(fā)套件使用；JTAG debug端口從一個(gè)方便的抽頭引出。
C-BlueProf是另外的軟件包，它提供耳機(jī)和免持?jǐn)?shù)據(jù)、音頻流和控制數(shù)據(jù)、設(shè)備的各種外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序，以及把用戶界面與協(xié)議及平臺(tái)整合起來(lái)的應(yīng)用程序，如圖3所示?；芈曄徒翟胨惴ㄓ葾coustic Technologies公司提供。協(xié)議棧支持EDR（增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率），非常緊湊、小巧，并通過(guò)了在各種藍(lán)牙應(yīng)用場(chǎng)合的最苛刻的長(zhǎng)期測(cè)試。
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圖3 C-Blue藍(lán)牙協(xié)議棧架構(gòu)經(jīng)過(guò)優(yōu)化，占用很少的CPU周期 |
評(píng)論