MOST引領家庭多媒體

　　按每平方英尺算，您車內的多媒體很可能要比家里的多。后座有孩子們用的液晶顯示屏，由 DVD 播放器或視頻游戲控制臺掌控。
　　
　　車里的音頻系統由最新 MP3 播放器驅動。有些豪華車里還有導航系統，甚至廣播電視。另外，您車里的喇叭也很可能比高端環(huán)繞音響系統的喇叭還多。難怪馬路上有那么多走神的司機。您需要的是一個簡單的控制界面；而制造商需要的是一個復雜的網絡。
　　
　　MOST （Media Oriented Systems Transport，面向媒體的系統傳輸）是在汽車制造商和供應商中越來越受推崇的一種網絡標準。它提供了一個可以管理所有多媒體設備的單個界面，其強勢所在，是能夠處理針對不同目標的多個數據流，而不失和諧。準時數據 (On-timedATA)：這是連家庭網絡都無法保證的。

　　本文中，我將探討 MOST 網絡，并演示 Xilinx® MOST 解決方案的靈活性。
　　
　　管窺 MOST 技術
　　
　　MOST 網絡以光纖為載體，通常是環(huán)型拓撲。時鐘和串行化數據是雙相編碼的，布線只需單根光纖。MOST 可提供高達 25 Mbps 的集合帶寬，遠遠高于傳統汽車網絡。也就是說，可以同時播放 15 個不同的音頻流。
　　
　　每個多媒體設備由環(huán)中的一個節(jié)點代表。常見的 MOST 網絡有 3 到 10 個節(jié)點。一個時序主控者 (timing master) 負責驅動系統時鐘、生成幀數據即 64 字節(jié)序列數據。剩下的節(jié)點都充當從控者 (slave)。一個節(jié)點充當用戶控制界面或 MMI(人機界面)。通常，此節(jié)點也是時序主控者。圖 1 所示為基本的 MOST 環(huán)。


　　主要有效載荷包含 64 字節(jié)幀里的 60 字節(jié)。此有效載荷由同步域和異步域組成。同步域用于以傳輸連續(xù)數據；音頻和視頻屬于此類別。異步域用于互聯網訪問、導航數據傳輸和通訊錄同步等應用中的零散數據的傳輸。另外，此通道還可用于控制單元的固件升級。
　　
　　節(jié)點可在其指定的時隙發(fā)送或接收數據。一個時隙指的是有效載荷內的一個同步字節(jié)，它在請求節(jié)點和時序主控者間動態(tài)分配的。通常，一個節(jié)點會將數據發(fā)送到時隙，同時任意數量的其他節(jié)點會從該時隙收集數據。
　　
  　同步和異步間的邊界由時序主控者動態(tài)控制。在任意給定的幀內，同步域可能為 4 到 60 字節(jié)，而將該 60 字節(jié)中的剩余字節(jié)留做異步域。
　　
　　幀的剩余 4 字節(jié)分配給（幀）頭 (header)、（幀）尾 (trailer) 和控制信息。（幀）頭含有幀對齊的前同步碼。尾的作用之一是奇偶校驗?？刂朴蛴糜诰W絡相關的消息。這些消息可以是低級別消息，如時隙的分配和重新分配。相反，它們也可以是由操作符（如播放下一曲、音量控制、或重復播放）發(fā)出的高級別應用消息。
　　
　　讓 MOST 發(fā)揮更大作用
　　
　　您不必將外部 MOST 控制器芯片連接到微控制器或 DSP，就可以將所有的組件都集成到一個 FPGA 中。對于開發(fā)人員來說，外部組件少、PCB 空間小就意味著節(jié)省成本。
　　
　　Xilinx 提供一種完全可參數化的 MOST 網絡接口控制器 (NIC) IP 核。您可以將該核定制為時序主控者，或者使用僅有從控者的配置，以減少邏輯。此核由一整套通過片上外設 (OPB) 接口可訪問的寄存器控制。OPB 接口可與 Xilinx Platform Studio 中包含的 Xilinx MicroBlaze™ 32 位 RISC 處理器核無縫協同工作。
　　
　　一整套低級別驅動程序文件在 C 源代碼中已經可用了。該驅動程序提供了一系列用于訪問寄存器空間、處理中斷和將數據以流方式傳輸到核的功能。Mocean Laboratories AB 針對完整網絡堆棧的 IP 核提供了 MOST 網絡服務，您只需編寫自己需要的應用（程序）就可以了。
　　
　　Xilinx MOST NIC 的獨特之處在于可實時預處理數據的流端口接口。對于栓接數據濾波器或加密/解密模塊來說，這無疑是個理想的選擇。LocalLink 接口是一種 Xilinx 標準，它能通過卸載專用過程顯著降低處理器和處理器總線的流量。此接口可用于多種用途。您可利用它接收或發(fā)送讀或寫數據。最妙的是，如果不想使用此接口，Xilinx 實現工具會移除不必要的邏輯，從而節(jié)約資源，使設計能適用于更小的器件中。
　　
　　同步數據要么在流端口接口收發(fā)，要么在 OPB 接口收發(fā)。無論您選用什么方法、分配多少個時隙，核都會為這些用戶界面將數據設置為 32 位字格式。通過逐個定義寄存器的方式，核把存放在 16 個邏輯通道中某一個的接收時隙數據累積起來。發(fā)送方向與之相反。使用這些邏輯通道，每一個方向都能允許 16 個不同的數據流。
　
　　Xilinx MOST NIC 核十分靈活。請再看看圖 1 中的 MOST 環(huán)，圖中說明了如何使用 Xilinx MOST NIC 設計每個節(jié)點。您可以將該核配置為時序主控者，用做 MMI。作為時序主控者，核會發(fā)送和接收控制環(huán)操作的控制信息。該節(jié)點還會代表用戶發(fā)送應用消息，同樣也是通過控制域。您還可以將驅動程序文件和 Mocean 的網絡服務添加到 MicroBlaze 之上，用于事件調度。
　　
　　您可以通過添加一個噪聲濾波器螺栓將 MP3 播放器轉化為高端音頻饋送，以消除音頻壓縮的非自然信號。有效載荷數據可從編解碼器出發(fā)，經過噪聲濾波器，直接進入流端口，而完全避免（占用） OPB 總線。與前述一樣，您可以將 MicroBlaze 嵌入式處理器用于中斷處理和事件調度。圖 2 所示為此設計的框圖。

　　至于放大器，可設想一個最小設計，只接收數據并將接收到的數據發(fā)送給喇叭。您可以實現一個能夠進行完整網絡協商和數據收集的較小用戶設計，而不像在 MP3 節(jié)點中那樣使用嵌入式處理器。此壓縮設計可以放入更小的器件，從而進一步節(jié)省成本。
　　
　　結論
　　
　　如果您開的是高端歐洲車，車內可能已經有了 MOST 網絡。在歐洲運營的 OEM 們已認可 MOST 為事實上的汽車網絡標準。而我們這些開著不那么昂貴的車的人，也不用等太久了。伴隨著競爭的出現，這一度私有的標準，對成本小心翼翼的汽車制造商也逐漸負擔得起了。
　　
　　隨著更大量數據（從音頻到視頻、遠程信息處理和基于導航的應用）需求的增長，MOST 網絡技術也計劃擴大。下一代標準 (MOST 50) 已定義，可提供原標準兩倍的帶寬。在撰寫本文時，MOST Cooperative 正在規(guī)劃第三代網絡，預計數據速率將達到 150 Mbps 及更高。這些更新最終將不光把可用的應用帶寬增加一個數量級，還期望支持銅和光學物理兩種介質。
　　
　　目前，Xilinx MOST NIC 已經可以通過 CORE Generator™ 軟件獲得。它占用 6 個 Block RAM 和大約 2,600 個 slice，適合中等尺寸的 Spartan™-3E 器件，還為嵌入式處理器、外設、緩沖器和自定義的電路留有空間