原创 转向汽车娱乐

 作者：飞兆半导体公司信号路径产品高级业务发展经理Bill Boldt

哪种平台已经成为最尖端、最贴心的个人电子环境？汽车。一家知名汽车企业的高级管理人员这样解释，汽车企业正在将汽车变换成一个功能强大的智能电 话，可让驾驶人员携带到各处，进行定制，并与其数字世界互动。汽车是一个能够将GPS/导航系统、智能电话、DVD、CD、MP3、蓝牙、卫星收音机、大 功率立体声放大器、扬声器、语音控制以及互联网全部汇集起来，并且可以进行互动的场所。作为互连型汽车发展趋势的度量标准，某备受业界重视的市场研究机构 预测：到2016年将有超过6000万辆汽车可以接入互联网(目前，能够接入互联网的汽车还不到100万辆)。

在汽车内将这些不同的电子产品综合成为一体的是媒体控制系统。这类系统不仅正在成为汽车的标准功能，而且根据消费电子和汽车行业研究人员分析，它们也正在 成为人们选中某款车型的一个主要原因。随着汽车企业将更多的电子产品和功能快速引入市场，该强劲的发展趋势正在加速，这些汽车企业已经认识到必须缩短设计 周期，以期更加接近消费电子行业的设计周期。如今，电子部分是汽车买家的关键性区分因素，正在成为预先计划而非事后想法。但是，一个非常关键的问题浮现出 来：在没有车载控制系统和语音控制功能的情况下，事实上使用蜂窝电话等消费电子产品会严重影响驾驶安全。任何人在驾驶时拨打电话，或者更糟糕地试图使用文 本功能(谁没有过呢?)，都会了解这样一个事实：驾驶和拨打电话真的不能同时进行。所以怎样做才能以安全的方式同时驾驶和拨打电话？

一个重要汽车制造企业首席执行官简要概述了解决方案，他指出，车载控制系统能够使用户在驾驶过程中从使用小小电话造成的混乱和危险中解放出来。不论是汽车 还是电话(以及其它电子产品)，汽车正在转换成为一种最新的电子平台：一个高度集成、易于使用并且与其它平台明显不同的平台。此外，这一混合的汽车/消费 电子平台正在迅速发展成为一种系统开发人员的生态系统，这些开发人员将为用户带来如今甚至无法想象的体验。

如今已经出现并将在汽车中采用的一系列电子功能包括：多人游戏、实时交通和道路状况更新等基于位置服务的GPS、针对维护状态、性能以及生态环保的车辆监 控、车辆和人员安全、与住宅控制/安全系统的连接、与位置相关的社交联网机会。这一功能清单为应用程序开发人员和服务提供商带来了创造营收的机会，将不断 推动汽车平台向前发展。

为了保证汽车和消费产品之间的兼容性，已经采用了开放源代码软件方式。软件能够使用智能电话作为到达移动车辆的信息通道，来提供基于云计算的服务。通过领 先汽车和软件企业的协作，这项功能已经获得了支持，随着汽车消费产品开发生态系统涌现出更多的服务项目，这一趋势将会进一步加强。

虽然这听起来在某种程度上会使一些人感到困惑，但是每天从世界各地的电话用户那里收集到有关交通流量的巨量信息(在电话用户不知晓的情况下)。实时挖掘这 类数据仓库，并为驾驶期间的用户提供个性化交通状况报告。随着汽车从一处行驶到另一处，可以实时完成社交联网，以便确定朋友或者活动以及事件的位置(任何 汽车快闪族？)。

近场通信(Near Field Communication, NFC)等其它创新技术正在蜂拥进入汽车驾驶室。NFC能够将里程数、燃油水平、轮胎压力、驾驶者身份、紧急通信、工作状态、位置信息、维护时间表等信息 交换至智能电话。一家主要美国汽车设备企业正在使用RFID标签设计一款密钥卡，可让NFC电话能够从汽车接收信息。

从实际角度出发，为了控制和管理车载娱乐(ICE)系统，必须在已经安装的各种产品之间进行选择。这意味着需要在车内切换和路由的电子信号日益增多。

许多高端豪华车型内建有非常先进的娱乐网络，每年都有更多的车型采用车载网络。一种网络被称作媒体导向系统传输(Media Oriented System Transport , MOST)。MOST可以起到多媒体主干的作用，并且能够在驾驶室内传输高速信号。新一代MOST甚至能够运行蓝光视频(1080p高清信号)，并提供无 静电干扰音频。这样的汽车网络已经进入高端豪华车型，并正在加速发展。但是低端车型或者已经在道路上行驶车该怎么办呢？

幸好，目前提供的集成电路(IC)产品能够以售后市场配件方式实现娱乐系统的安装和过渡。视频交叉点开关（video cross-point switches）或者视频开关阵列是实现这些功能的IC。广泛用于ICE应用的集成电路视频开关阵列产品的很好示例有飞兆半导体的FMS6501和 FMS6502器件。这些视频开关阵列在一个器件内集成了模拟开关、输入箝位、偏置电路以及电缆驱动器，实现高效空间利用且可靠耐用的设计。相比分立元件 解决方案，这些IC将空间利用率提高了50%。FMS6501提供12个输入，每个输入都能够切换至9个输出中的任何一个，而FMS6502则提供8个输 入，可以切换至6个输出。

                         
图1：用于汽车视频系统的12 x 9开关阵列

这些IC支持标准型（SD）、增强型（ED）以及高分辨率型(HD)视频信号，同样支持1080p HD。FMS6501提供可选择的6、7、8或9 dB增益集成电缆驱动器，能够驱动双视频负载，FMS6502则提供0和6 dB增益驱动器。它们采用I2C接口进行控制并且直接驱动75欧姆电缆，同时提供在ICE系统中十分重要的静电保护功能。图2是视频开关阵列结构图，其中 解释了箝位、偏置、视频驱动器和ESD保护模块以及交叉点阵列。

 
图2：视频开关阵列结构图

同步脉冲顶部箝位（sync-tip clamp）或者偏置选项能够以同步或不同步方式来处理视频信号。不用的输出被禁止，以便降低功耗，简单的寻址方案能够实现多个开关阵列器件的级联，以期 满足更大型开关阵列要求。图3所示为4个FMS6502级联组成一个32 x32阵列的示例。可以根据特殊要求轻易创建其它配置。
 

 
图3：4个FMS6502器件级联组成一个32 x32阵列

借助车辆内建视频功能以及方便的级联选项，使用开关IC可以设计出具有多种配置的ICE系统。它们可被视为虚拟胶粘的一部分，将ICE系统组织在一起，并且能够将独特的系统适应于许多不同的汽车平台。

汽车、蜂窝手机以及消费电子企业正在非常积极地协作，为汽车/消费组合平台提供丰富的产品和解决方案，因此零部件制造商面临使用正确的IC来应对挑战的压 力。例如，某领先手机企业正在与两家车载音频领域的重量级企业就一款系统进行合作，该系统使用标准接口将智能电话与ICE系统连接，实现全系统交互性，最 终将使用一块大触摸屏来进行访问。这些创新型ICE系统的新需求将推动IC制造厂商开发新的有趣产品以满足市场需求。

另一项有趣合作是在超现代城市微型小车的欧洲创建企业和具有象征意义的美国扬声器/电子公司之间进行的，目标是创建包括先进车载DVD系统和其它设备的 ICE系统。这类先进系统需要视频开关阵列、视频处理器、大功率音频放大器、视频滤波驱动器等创新IC元件，以及许多其它IC产品。新系统及供应商厂商数 量将会继续扩展。这说明了为什么某著名市场研究机构预测用于ICE系统的电子元件将每年增长7%，到2012年超过500亿美元。

目前，所有汽车制造商都在关注有利可图的汽车音频附件售后市场，这些企业打算一步一步提升至新的水平，未来发展潜力无限。第一步是提供车载连通性解决方 案，控制数个单独的消费产品，然后，在标准成熟且系统开发商支持得到发展之际，再将它们连接成网络。在每一个步骤中，IC元件制造厂商都将提供如视频开关 阵列等基本IC产品，帮助实现这种新型汽车/消费产品平台。