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(huì)，我確信每個(gè)人均會(huì)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(shí)間，并且可以大大緩解迷失方向時(shí)的沮喪，這些對(duì)于駕駛?cè)藛T來(lái)說(shuō)非常寶貴，他們無(wú)法拒絕。但是，遺憾的是，這種舒適水準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的價(jià)格，大多數(shù)人均無(wú)法承受。即使是用于各種 PDA 平臺(tái)的最新軟件和 GPS 附加設(shè)備，仍然沒(méi)有為大眾帶來(lái)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(shí)來(lái)為我們導(dǎo)航，穿過(guò)陌生的道路。

　　如果我們查看典型內(nèi)置或配件市場(chǎng) GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)（圖 1）的設(shè)計(jì)，我們可以發(fā)現(xiàn)功能塊是由多個(gè)成本不菲的組件構(gòu)成的。首先，存在一個(gè)處理器，它通常為 32 位類型，允許快速高效地計(jì)算復(fù)雜的路由選擇算法，以便提供高質(zhì)量的用戶體驗(yàn)。其次，有一個(gè)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(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)介質(zhì)同樣不可或缺。這里未顯示的一個(gè)巨大成本是地圖本身的許可證費(fèi)，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(jì)時(shí)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(shí)獲取數(shù)據(jù)，GSM 模塊也將提供完美的方式來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的功能，以便提供精確的交通信息、興趣點(diǎn)、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(dòng)這個(gè)念頭。

　　理想狀態(tài)下，如果在汽車中安裝了這樣一個(gè)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(duì)于大眾市場(chǎng)而言，為 GSM 手機(jī)增加手機(jī)底座太過(guò)于復(fù)雜，因?yàn)椴煌氖謾C(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(wú)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(wú)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(chǎng)，不論是作為購(gòu)買新車時(shí)的一種選擇，還是作為配件市場(chǎng)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(shí)為用戶帶來(lái)一系列有價(jià)值的服務(wù)，例如，在旅途上尋找能夠避開交通擁擠點(diǎn)的路線，和進(jìn)行交通流量更新。可以取消彩色地圖顯示，因?yàn)槿藗儾⒉徽嬲枰⑶野阉鼡Q成高質(zhì)量的口頭方向命令，以及簡(jiǎn)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(jì)算路線，根據(jù)一天當(dāng)中的時(shí)間來(lái)使用最新的地圖信息以及道路使用情況的知識(shí)，允許用戶選擇最佳的行車線路。圖 2 顯示了此類硬件平臺(tái)。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(shí)現(xiàn)用戶使用 SIM 卡來(lái)進(jìn)行呼叫計(jì)費(fèi)的某種方式而導(dǎo)致的相關(guān)問(wèn)題，它使用 LMX5252 無(wú)線電收發(fā)器來(lái)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(chǎng)時(shí)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(guò)使用藍(lán)牙的撥號(hào)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(lái)存取基于互聯(lián)網(wǎng)的交通信息?？梢酝ㄟ^(guò)與已在提供此類信息的汽車協(xié)會(huì)（例如德國(guó)的 ADAC）的合作來(lái)提供基于萬(wàn)維網(wǎng)的交通信息，或通過(guò)專門為硬件制造商創(chuàng)建的網(wǎng)站來(lái)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(fèi)者通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)乃{(lán)牙功能手機(jī)和 GSM 服務(wù)提供商，來(lái)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(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的 CP3000 系列連通處理器構(gòu)成一個(gè)完美的平臺(tái)，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(chǔ)器，用于立即存儲(chǔ)下載的數(shù)據(jù)和交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　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(lái)驅(qū)動(dòng)。由于巧妙混合了 RISC 指令（使代碼規(guī)模保持較?。┖?CISC 類型指令（允許非中斷位操作指令、推/彈指令和裝載/存儲(chǔ)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(guò)單一指令在堆棧中迅速存儲(chǔ)和檢索多達(dá) 8 個(gè)內(nèi)部核心寄存器的能力，使 RTOS 更容易實(shí)現(xiàn)端口傳遞，并且確?？焖儆行У纳舷挛那袚Q。這種三級(jí)管道可以進(jìn)行指令的提取、解碼和執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)了每時(shí)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(gè)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(shí)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(lái)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(shí)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(guò) 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(qǐng)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(chǎng) GPS 系統(tǒng)的備選接口為 USB 接口。這將使消費(fèi)者能夠靈活地將 GPS 系統(tǒng)連接至便攜式電腦或臺(tái)式機(jī)，它們一般具有 USB，但沒(méi)有藍(lán)牙接口，同時(shí)，消費(fèi)者在旅程中仍然能夠使用他們手機(jī)的藍(lán)牙功能來(lái)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(shí)使無(wú)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。