MOST150網絡規(guī)范可實現(xiàn)高速視頻/音頻應用

　　自從2001年推出以來，媒體定向系統(tǒng)傳輸(MOST)憑借其在高帶寬、魯棒性和使用簡便方面的優(yōu)勢，已越來越廣泛地用于汽車信息娛樂系統(tǒng)中。

　　這種能夠實現(xiàn)汽車內部多個聯(lián)網設備間數(shù)字音頻、視頻數(shù)據(jù)和控制信息傳輸?shù)娜珨?shù)字網絡解決方案目前又獲提升。它的最新進展包括增強其魯棒性、實現(xiàn)高性價比的視頻傳輸、傳送數(shù)據(jù)密集型服務以及增加帶寬。最新一代MOST的運行速度可達150Mb/s。

　　新型智能網絡接口控制器(INIC)架構是增強這種解決方案魯棒性的關鍵因素。第一代NIC采用的是一種傳統(tǒng)的劃分方法，這種方法假設在外部微控制器上運行有一個強大網絡驅動器，該驅動器用來管理網絡接口。而新的INIC架構更加完善，它可以在片上實現(xiàn)大部分驅動器。這種架構把網絡行為封裝起來，這樣就不必被移植到每一個不同的平臺，從而避免了潛在的行為差異及其相關問題。

　　INIC構成了一個完整的MOST節(jié)點。它不需要與程序發(fā)生互動即可在網絡中工作。這樣一來，即使程序需要更長的時間才能啟動，該節(jié)點也能夠迅速鏈接到網絡上。一旦準備就緒，程序就能完成網絡注冊。若程序停止響應，INIC會進入保護模式，繼續(xù)獨自管理節(jié)點。任何程序問題都會在本地被封閉起來，不會影響系統(tǒng)其它部分。程序只需要INIC應用編程接口(API)與MOST網絡連接。

　　當向更高速度等級發(fā)展時，MOST150使用INIC架構來提供最大的后向兼容性。程序和網絡之間的接口使用一種不隨基本速度和物理層而改變的機制。這就是MOST50 和 MOST150的網絡接口控制器都采用INIC架構的原因所在。鏈路層協(xié)議的編碼和幀結構的任何變化都被封裝在INIC中。在程序看來，所有INIC都是一樣的，它們都代表相同的物理接口和INIC API。NetServices的使用也與INIC的速度無關。速度更高時，程序僅把MOST看作是數(shù)據(jù)流加快的MOST。當引入新特性時，INIC API 和NetServices中會增加新的功能，不過通常是兼容性擴展。

　　MOST150可提供150 Mb/s的帶寬，是當前使用的MOST 25網絡的6倍。至于MOST25，其音頻和視頻信號能以約98%的效率傳輸，也無需尋址、沖突檢測/恢復及廣播的開銷 (這種開銷正是導致其它技術號稱的更高數(shù)據(jù)率往往有名無實的原因)。但它們的有效速率不到50%。而MOST150可以提供其它面向數(shù)據(jù)包的網絡只能利用更大帶寬才能獲得的容量，從而很容易通過互聯(lián)網連接實現(xiàn)好幾種高清視頻流和多通道環(huán)繞聲的并行傳輸。

　　圖1：移植到INIC架構

　　150Mb/s的數(shù)據(jù)率利用的是現(xiàn)有物理層，故可繼續(xù)使用目前采用塑料光纖(POF)作為傳輸媒介的電纜線束。LED技術的進步也允許這些成本低廉的光源工作在150 Mb/s下，取代激光等更昂貴的方案。電纜、連接器、保護系統(tǒng)、裝配工藝等等都不必改變。傳輸速度更高的MOST150是循序漸進地發(fā)揮作用的，幾乎不用對現(xiàn)有網絡基礎設施作什么改動。

　　MOST25有一個用于器件實時控制的控制通道，一個用于數(shù)據(jù)傳輸服務的數(shù)據(jù)包通道，還有一個專門用于同步音頻和視頻通道實例化的同步域。而MOST150不僅提供所有這些通道，還大大予以增強?？刂仆ǖ赖膸捈颖丁Ｓ行лd荷得到提高，從而可以傳輸更大更完整的數(shù)據(jù)包。它還具有一種預先確認機制，可以防止發(fā)送接收器知道自己無法接受的消息。這樣一來，不僅增加通道容量，還可避免任何信息的丟失。

　　在更先進的MOST版本中同步域變化不大。不過，它的大小可以根據(jù)設計人員的當前需求實時改變。與同步通道共享帶寬的數(shù)據(jù)包通道也具有這種優(yōu)勢。它也采用了預先確認機制，從而可以避免重復傳輸?shù)陌l(fā)生，也能確保發(fā)送器和接收器都有最佳的帶寬。同步通道不使用的帶寬可以留給數(shù)據(jù)包傳輸用。

　　圖2：INIC架構可以作為網絡后向兼容開發(fā)和不同物理層使用的基礎

　　除了上述機制之外，MOST150還提供有兩個新的通道：以太網通道和同步通道。MOST150新增的以太網通道能夠原樣傳輸電腦產品使用的以太網幀。它呈現(xiàn)給程序的就好像是一個以太網和MAC地址。TCP/IP堆棧及其它以太網通信協(xié)議，比如Appletalk，也能夠原樣在MOST上通信。因此MOST150可以成為車用以太網物理層。從高層次來看，MOST150是一種復用網絡，包括了現(xiàn)有的雙倍帶寬MOST 和10/100以太網，并且具有很高的靈活性和眾多配置選項。

　　MOST可通過保留專用通道的方式為流式數(shù)據(jù)提供很高的服務質量(QoS)。同步數(shù)據(jù)就是這樣被傳輸?shù)?。不過，某些流式數(shù)據(jù)不能高性價比地與MOST保持同步。流式數(shù)據(jù)越來越多地采用突發(fā)模式(例如MPEG視頻)或數(shù)據(jù)包流(IP視頻)。為了支持這些流式數(shù)據(jù)，MOST150提供了三種新的同步機制：

　　* 突發(fā)流機制(Burst streaming)：這種機制允許在每個時間片有不同數(shù)據(jù)量時傳送流式數(shù)據(jù)。比如DVD播放器或DVB-T (地面數(shù)字視頻廣播)等輸出的MPEG流數(shù)據(jù)。最大帶寬有所保留。到達的數(shù)據(jù)被寫入到一個幀緩沖器中，然后定期向網絡中的其它設備發(fā)送。同時提供對每一個同步幀的當前有效載荷識別的機制。

　　* 恒定速率流機制：通常，流數(shù)據(jù)都是同步的(單位時間的數(shù)據(jù)量恒定)，但與MOST不同步。比如，在MOST上以44.1-kHz的幀速率傳輸48-kHz的音頻流即是一例。同步傳輸則允許這類信號不必與MOST同步而進行隧道式傳送，從而無需采樣率轉換器。時鐘也可以通過隧道方式傳送。每一個MOST150 INIC都有幀時鐘的輸入。時鐘信號傳送過后需要被測量并重組。其中一個例子是48-kHz I2S信號(I2S是飛利浦為數(shù)字音頻設備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而開發(fā)的一種總線標準)用44.1 kHz的速率以隧道方式穿過MOST網絡。它簡單地從一端進去，從另一端輸出，沒有進行任何不同采樣速率之間的轉換。

　　*數(shù)據(jù)包流機制：流式數(shù)據(jù)被分為若干個數(shù)據(jù)包，必需利用互聯(lián)網語音協(xié)議(VoIP)等I2S信號進行傳輸。這些數(shù)據(jù)可通過以太網通道傳輸，不過，也可以為它們保留一個專用同步通道。MOST的這種同步機制支持數(shù)據(jù)包，而且利用它們可實現(xiàn)數(shù)據(jù)包流的高QoS。由于這些數(shù)據(jù)包在傳輸中不解釋其尋址信息，故無需額外帶寬就可以同時傳輸?shù)綆讉€接收器。

　　新的機制，比如突發(fā)流，無需位填充(bit stuffing)或同步即可實現(xiàn)MPEG視頻的直接同步傳輸。此外，傳輸流接口(TSI)已成為視頻處理IC的一個標準。MOST150 INIC支持多個TSI，這樣，視頻IC就能夠直接連接到MOST，不再需要成本高昂的粘合邏輯。例如，連接到現(xiàn)有模擬調諧器上的DVB-T調諧器或MPEG編碼器可以直接與MOST150 INIC連接。

　　圖3：從MOST25 到 MOST150的移植