使用FPGA實現(xiàn)低成本汽車多總線橋接
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汽車中的電子系統(tǒng)持續(xù)快速增長，因此對比一下汽車電子發(fā)展和消費類電子便攜式產(chǎn)品的發(fā)展將會大有啟發(fā)。如今的消費者希望在汽車中獲得手持便攜式電子設備所提供的方便與舒適性。汽車電子將不再局限于引擎管理系統(tǒng)或車身控制，而是擴展至新的領域，諸如信息娛樂、通信以及司機/乘客輔助系統(tǒng)等。
一個嚴峻的挑戰(zhàn)是必須保證汽車壽命與車內(nèi)電子設備壽命相匹配，這樣才能避免由于技術過時和設備淘汰而增加額外的成本。從8軌唱片播放機到音頻磁帶播放機、CD播放機到MP3播放機，如此迅速的發(fā)展提醒汽車設計工程師，車內(nèi)電子設備的生命周期相對較短。汽車標準的產(chǎn)生和變化進一步導致選擇標準時必須考慮到其壽命、靈活性和被接受的廣泛程度。目前使用的標準主要有LIN、CAN面向媒體的系統(tǒng)傳輸（MOST）以及藍牙技術。
汽車電子部件設計人員面臨的其它挑戰(zhàn)包括滿足低成本目標、擴展溫度范圍以及小型化要求。FPGA在過去的10多年里有著長足的發(fā)展，提供了更高的性能、更低的功耗、更寬的工作溫度范圍、更小的體積和更低的成本，因此FPGA對汽車設計工程師有著越來越大的吸引力。
根據(jù)業(yè)界分析公司Gartner Dataquest（2003年11月）的報告，全球汽車電子應用市場2003年約為7320萬美元，2004年會達到7790萬美元，2005年將達到8530萬美元。主要的汽車電子系統(tǒng)包括GPS導航系統(tǒng)、引擎控制單元和數(shù)字立體聲系統(tǒng)。
FPGA的優(yōu)點
由于FPGA具有可重復編程的靈活特點，因此可以快速實現(xiàn)新標準，這在現(xiàn)場部署完成后仍可進行。而且無需對FPGA進行物理拆卸，通過標準編程協(xié)議（如IEEE1149.1 JTAG）就可以完成。從而設計人員可以像調(diào)整引擎那樣對車內(nèi)電子系統(tǒng)進行升級。
當然，汽車型號是多種多樣的，從經(jīng)濟型、標準型到豪華型。因此，車內(nèi)的電子設備也因車而異。而通過FPGA可重復編程和靈活性的優(yōu)點，汽車設計工程師可以在同樣的平臺上提供從標準到豪華的不同特性組合。而對于ASIC，高昂的NRE和ASIC橋接的不靈活性使其從可行的解決方案中被排除出去。盡管ASIC有著較低制造成本的優(yōu)勢。
橋接功能
微處理器或微控制器是電子系統(tǒng)的核心。目前已有很多方案能夠以低成本靈活地實現(xiàn)兩種流行的汽車總線協(xié)議（LIN和MOST）與微處理器或微控制器接口之間的橋接。這些應用成功的關鍵是FPGA的靈活結構和可重復編程能力，使得可容易地與多種微處理器或微控制器橋接，從而為設計人員提供了最大的靈活性。要實現(xiàn)新的要求，或者對現(xiàn)有設計進行修改，不需要更改元器件，只要簡單地對FPGA進行重新編程就可以了。
現(xiàn)在已經(jīng)有了用于汽車總線標準的IP核，如LIN和CAN。LIN是一種低成本單線（12V總線）串行通信協(xié)議，基于通用串行通信接口（UART）數(shù)據(jù)格式和旨在滿足汽車中分布式電子系統(tǒng)使用的單主控設備/多從屬設備概念。這個低成本網(wǎng)絡系統(tǒng)用于連接通信要求相對較低的分布式結點，主要針對使用智能傳感器、調(diào)節(jié)器或照明的汽車應用。而不是取代諸如CAN等高性能網(wǎng)絡。
同步機制是LIN的一個特點，該機制允許采用從屬結點恢復時鐘而無需石英或陶瓷振蕩器。線路驅(qū)動器和接收器的技術規(guī)格符合ISO9141單線標準，并且進行了額外的增強。最大的傳輸速率是為20kbps。這一限制源于EMI考慮以及時鐘同步機制。
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