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SDR助力實現(xiàn)創(chuàng)新車載娛樂

作者: 時間:2012-09-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

得益于微處理器不斷增強的性能,軟件定義無線電()可以為汽車OEM制造商提供新的解決方案。將收音機功能從硬件轉(zhuǎn)向軟件,不但能夠為全球汽車制造業(yè)帶來成本優(yōu)勢,同時也可以在將來的收音機功能方面為制造商帶來更大的靈活性。

在首款車載收音機接收器上市80余年之后,汽車產(chǎn)業(yè)正面臨諸多更大的挑戰(zhàn)。車載收音機必須具備比大多數(shù)其他消費類產(chǎn)品更多的特性:超長壽命、高可靠性和高性能。如今,車載收音機不但需要支持傳統(tǒng)的模擬無線電系統(tǒng)(AM和FM),還需要支持數(shù)字無線電系統(tǒng)。

需要解決的一個主要問題是全球存在多個不同的數(shù)字無線電廣播標準——從(+)到DRM(+)及HD Radio,如此等等,不一而足。各個國家或地區(qū)由于不同原因(商業(yè)、政治、金融和網(wǎng)絡(luò)等)而選擇了不同的標準。無線電設(shè)計工程師面臨的真正挑戰(zhàn)在于,如何把基于不同廣播技術(shù)、差錯保護方案和編碼技術(shù)的標準有機地集成起來。

盡管汽車生產(chǎn)差不多已經(jīng)實現(xiàn)全球化生產(chǎn),但車載收音機市場卻是區(qū)域性的,因為各個地區(qū)部署了不同的數(shù)字無線電標準。因此,每個市場都需要一種專用的數(shù)字無線電解決方案(圖1)。這種多樣性不但成本高昂而且耗費時間,因為對于每個市場,都需要評估、測試和集成不同組合的音頻器件。


圖1:產(chǎn)品鏈(各種標準均采用專用單器件)。


更加靈活

為使靈活性和成本效率達到最佳平衡,可以通過適當(dāng)組合功能強大的DSP(=靈活性)和專用HW加速器(=成本效率)來實現(xiàn)。軟件定義無線電雖然并非什么新思想,但目前為止,純軟件無線電系統(tǒng)仍然主要用于學(xué)術(shù)研究。

實現(xiàn)具有商業(yè)價值的數(shù)字無線電系統(tǒng)的關(guān)鍵是為硬件/軟件做出適當(dāng)?shù)姆止?,同時考慮以下因素:盡量將數(shù)字化擴展到天線輸入部分(數(shù)字技術(shù)更靈活);應(yīng)在硬件中實現(xiàn)需要固定和常規(guī)數(shù)據(jù)計算的處理步驟(例如:數(shù)字濾波)。

嵌入式處理器技術(shù)不斷增強的計算性能已發(fā)生重大變化,亦是如此。如今,仍然無法在多用途處理器上運行純。然而,將來可以把越來越多的處理元件映射到處理器上,從而幫助OEM制造商進一步降低硬件成本,提高其產(chǎn)品的成熟度。


圖2:精簡的供應(yīng)鏈(采用SDR技術(shù))。


更經(jīng)濟

SDR技術(shù)提供了更加經(jīng)濟的方式??蛻艨梢允褂靡活w支持多標準的單芯片設(shè)計,而無須為每一種標準開發(fā)一種專用的解決方案。這種模式將簡化物流過程,并減少芯片開發(fā)、軟件驗證、模塊制造等方面的研發(fā)投資。

此類解決方案的一個示例是來自恩智浦半導(dǎo)體(NXP Semiconductors)公司的數(shù)字廣播協(xié)處理器SAF356x(圖3),該協(xié)處理器支持HD-Radio、+、T-DMB、DRM和DRM+等標準。每一標準的解決方案可以在汽車生產(chǎn)線通過編程來激活。您只需開發(fā)高集成度的硬件解決方案,就可支持全世界的收音標準。


圖3:面向多個市場的多標準數(shù)字廣播SAF356x。


其目的還不是在通用處理器上運行完整的收音方案。在當(dāng)今的技術(shù)條件下,這樣的系統(tǒng)尚不經(jīng)濟。然而,關(guān)鍵是對芯片進行獨特的設(shè)計,使處理器以技術(shù)和商業(yè)上最適合的方式執(zhí)行每一種功能,無論是硬件功能還是軟件功能。因而,一個多標準收音系統(tǒng)始終包括一個用于實現(xiàn)傳統(tǒng)調(diào)幅/調(diào)頻收音機功能的器件,和一個通過SDR實現(xiàn)相應(yīng)地區(qū)要求的所有數(shù)字廣播標準的第二器件。

過渡期間提供更多支持

還有一個挑戰(zhàn)是不同技術(shù)、客戶支持服務(wù)與性能要求的結(jié)合。

當(dāng)DAB+的出現(xiàn)引起編解碼器的變化時,汽車產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了一個令人困惑的問題。盡管在DAB+出現(xiàn)時,車載DAB收音機安裝的數(shù)量并不是很多,但在當(dāng)時,市場上已有不少汽車采用了僅支持DAB的解決方案,無法升級到DAB+。轉(zhuǎn)變到DAB+新編解碼器的過程存在問題,原因很簡單,因為射頻和音頻處理不夠靈活,無法進行重配置。另外,許多解決方案一旦被安裝在汽車中,根本就沒有利用新軟件升級芯片組的機制。而SDR解決方案(與高效芯片設(shè)計相結(jié)合)可以幫助汽車制造商和系統(tǒng)解決方案提供商快速應(yīng)對挑戰(zhàn)。此外,SDR有助于促進汽車產(chǎn)業(yè)新標準和新功能的普及步伐,因為它為那些演進速度較快的消費市場功能提供了更快捷的途徑。

由于同一節(jié)目在模擬信道(如調(diào)頻)和數(shù)字信道(如DAB)之間存在廣播延遲,當(dāng)收音機從模擬接收方式切換到數(shù)字接收模式時(反之亦然),如果聆聽體驗因此而受到消極影響,其結(jié)果將不利于新數(shù)字無線電標準的普及。正因如此,現(xiàn)代收音系統(tǒng)都要求具備“DAB-FM混頻”之類的功能,這類功能可以在模擬接收與數(shù)字接收之間實現(xiàn)無縫鏈接且不會導(dǎo)致任何中斷。收音機將根據(jù)接收質(zhì)量參數(shù),始終切換到最佳接收信道。

數(shù)字域還有另外一個優(yōu)勢——可以開發(fā)出時移功能以保障無線電節(jié)目的連續(xù)性,比如,從收聽者因接電話而中斷的時刻開始恢復(fù)。然而,SDR技術(shù)也可能為客戶供應(yīng)鏈帶來風(fēng)險。對于傳統(tǒng)無線電系統(tǒng)來說,集成過程中通常有一家半導(dǎo)體公司提供幫助和服務(wù)。然而,隨著針對不同標準的軟件組件的增多,情況可能變得復(fù)雜起來,因為軟件可能來自不同的供應(yīng)商。因此,有必要確保在芯片供應(yīng)商外,建立一個可靠的供應(yīng)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

采用SDR概念設(shè)計的數(shù)字收音機和采用的FM/AM收音機無縫結(jié)合

通過采用SDR和,恩智浦為客戶提供了將調(diào)頻/調(diào)幅收音接收系統(tǒng)和數(shù)字廣播系統(tǒng)相結(jié)合的解決方案。如圖4所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將具備模擬廣播信號處理和音頻處理功能的HERO與實現(xiàn)數(shù)字廣播信號處理的SAF356X相連接,即可實現(xiàn)適用于全球模擬和數(shù)字廣播標準的平臺。


圖4:適用于全球廣播系統(tǒng)的解決方案。


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關(guān)鍵詞: SDR DAB RFCMOS技術(shù)

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