Ｊｉｍ?。拢颍椋洌纾鳎幔簦澹?/p>

摘要：部署汽車信息娛樂平臺，維持汽車業(yè)的高可靠性和易用性預(yù)期，汽車制造商開始求助經(jīng)過驗證的消費電子平臺，因為它們已經(jīng)適應(yīng)了汽車用途。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用處理器；iMX；APMII

汽車信息娛樂市場正在經(jīng)歷非?？焖俚募夹g(shù)和用戶期望變化，這是因為汽車行業(yè)越來越多地受到便攜和移動消費電子技術(shù)的影響，其變化速度遠遠超過汽車信息娛樂的變化速度。正是由于有了像MP3播放器、手機和便攜式導(dǎo)航器件(PND)這樣的便攜式消費電子器件，用戶才隨時隨地可以享受娛樂、通信和信息服務(wù)，這意味著客戶現(xiàn)在有望在他們的車里使用直觀連接和最新消費功能。

要部署這些功能，維持汽車業(yè)的高可靠性和易用性預(yù)期，汽車制造商開始求助經(jīng)過驗證的消費電子平臺，因為它們已經(jīng)適應(yīng)了汽車用途。飛思卡爾的基于ARM的i.MX應(yīng)用處理器系列已經(jīng)成為便攜式電子的生力軍，正幫助汽車信息娛樂系統(tǒng)設(shè)計師應(yīng)對上述快速變化。

汽車信息娛樂市場

據(jù)分析師預(yù)測，汽車連接市場將快速增長。據(jù)TRG(Telematics ResearchGroup)2007年8月的調(diào)查，與Bluetooth手機和便攜式音樂播放器的連接正成為一種必備技術(shù)。根據(jù)即將出爐的2008年北美100款年度車型調(diào)查：

·70％的車型提供藍牙免提界面；

·80％的車型提供導(dǎo)航；

·50％的車型提供便攜式媒體播放器連接；

·90％的車型提供輔助音頻輸入或Flash卡接口，

·20％的車型提供USB；

·30％的車型提供后視攝像頭。

此外，Telematics Research Group還發(fā)現(xiàn)，80％的已經(jīng)公布的MY08車型將導(dǎo)航作為標準或可選設(shè)備提供。最近出現(xiàn)的便攜式導(dǎo)航設(shè)備銷售高峰也在一定程度上助長了車載導(dǎo)航需求，并幫助用戶樹立導(dǎo)航及其益處的意識。根據(jù)Strategy Analytics的預(yù)計，到2013年，汽車藍牙免提系統(tǒng)市場的銷量每年將達到1.16億套。

Strategy Analytics還預(yù)測，到2013年，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)市場的銷量每年將達到近2000萬套。數(shù)量低于藍牙設(shè)備，這主要是因為導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性高于藍牙(80％對70％)，但“使用率”低于藍牙。之所以預(yù)測導(dǎo)航系統(tǒng)“使用率”(那些將導(dǎo)航系統(tǒng)作為一個選件的汽車購買者的比例)較低，是因為它的成本相對較高。然而，如果車載導(dǎo)航系統(tǒng)的成本可以降低，導(dǎo)航系統(tǒng)使用率可能大幅提高。而這正是飛思卡爾i.MX汽車解決方案所解決的一個問題。

跟上汽車行業(yè)的步伐

便攜式消費電子器件通常只有9～18個月的生產(chǎn)周期，而正常情況下汽車的生產(chǎn)周期至少是5年。此外，便攜式器件的開發(fā)周期也比汽車短得多(1～2年對3～5年)，因為汽車具有更嚴苛的環(huán)境、安全和質(zhì)量要求。這種對立不大可能改變，因為對內(nèi)置信息娛樂系統(tǒng)來說，消費者會將任何質(zhì)量缺陷與他們對汽車的總體滿意度聯(lián)系起來，因此汽車制造商不能對他們的質(zhì)量標準下降坐視不管。同樣，便攜式電子市場似乎仍受功能、款式和競爭的推動，從而使產(chǎn)品生命周期更短。

因此，汽車信息娛樂系統(tǒng)供應(yīng)商面臨著如何跟上便攜式電子快速變化的挑戰(zhàn)，同時繼續(xù)重視他們自己的嚴格質(zhì)量標準和型號壽命周期。對復(fù)雜的以軟件為中心的系統(tǒng)的空前需求促使汽車制造商采用經(jīng)過驗證的消費電子平臺，這也有助于確保中間件和DRM軟件能夠兼容現(xiàn)有消費電子器件。

一級汽車制造商在市場上的定位不同，然而有一點是相同的，那就是需要將他們的產(chǎn)品與競爭對手的產(chǎn)品中差分開來。要做到這一點，一級汽車電子供應(yīng)商需要在強大而靈活的底層系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)上，盡可能進行差分技術(shù)投資。

為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，飛思卡爾開始將其大獲成功的i.MX系列多媒體應(yīng)用處理器推向汽車信息娛樂市場。精選器件通過“汽車加固”流程，確保它們達到汽車應(yīng)用的嚴格質(zhì)量要求，包括AEC-Q100質(zhì)量標準。同樣重要的是，要再利用和調(diào)節(jié)消費電子領(lǐng)域的軟件解決方案，確保汽車信息娛樂系統(tǒng)緊跟消費電子系統(tǒng)的功能。

軟件

為了降低開發(fā)時間和開發(fā)費用，飛思卡爾為i.MX應(yīng)用處理器上的領(lǐng)先操作系統(tǒng)提供全面的主板支持包(BSP)和應(yīng)用軟件包，包括WinCE和Linux。應(yīng)用軟件包括音頻、視頻和圖像編解碼器，它們與行業(yè)的標準媒體播放器、圖形驅(qū)動程序及工具進行了預(yù)集成。QNX的流行Neutrino實時操作系統(tǒng)(RTOS)是由我們的第三方生態(tài)系統(tǒng)提供的眾多操作系統(tǒng)解決方案中的一個。

此外，飛思卡爾及其合作伙伴還提供了精選應(yīng)用的集成軟件解決方案，允許客戶將成熟軟件堆棧和標準化解決方案用于常見功能。例如，飛思卡爾最近就為基于新i.MX515應(yīng)用處理器和流行Ubuntu linux平臺的新興“上網(wǎng)本”市場發(fā)布了一個參考設(shè)計。這種與消費市場的協(xié)作有兩大好處，一是加快面市，二是能夠讓汽車客戶將開發(fā)資源集中到他們自己的差分技術(shù)。

開放式操作系統(tǒng)支持

很多汽車客戶都被“開放式”操作系統(tǒng)所折服，因為它能夠標準化和重復(fù)使用第三方應(yīng)用軟件。在汽車應(yīng)用中，客戶首選的開放式OS解決方案是Microsoft WinCE、QNX Neutrino和Linux，它們均由i.MX處理器提供支持。飛思卡爾通常為來自其網(wǎng)站的下載提供Linux和WinCE主板支持包，而用于i.MX31處理器的Neutrino來自QNX。飛思卡爾及其第三方生態(tài)系統(tǒng)還提供很多中間件，例如多媒體編解碼器。

多媒體軟件套件

針對中低音音頻和連接應(yīng)用，飛思卡爾提供其自己的運行在實時操作系統(tǒng)上的多媒體軟件套件。這種套件取名TRIO，包括連接堆棧、音頻和視頻播放控制、編解碼器、DRM、緩沖、文件系統(tǒng)和電源管理，用于包括USB、CD、HDD、SD卡在內(nèi)的各種連接選項。藍牙和Wi-Fi連接由第三方合作伙伴支持。TRIO的內(nèi)存占用空間非常小，深受那些正在尋找最低系統(tǒng)成本的客戶的青睞。

硬件

i.MX系列信息娛樂處理器源自飛思卡爾非常成功的基于ARM的移動應(yīng)用處理器系列，架構(gòu)也類似我們的手機基帶器件，因此能夠與它們共享先進的技術(shù)和多媒體軟件。此外，我們還提供各種第三方中間件和應(yīng)用軟件。飛思卡爾的i.MX硬件設(shè)計依據(jù)以下主要原則。

·單一高性能CPU。這能簡化軟件開發(fā)，讓客戶將精力集中在差分軟件上。開發(fā)工程師無需處理與多個嵌入式內(nèi)核有關(guān)的復(fù)雜開發(fā)工具和實時依存關(guān)系。行業(yè)標準ARMCPU用于支持各種成本和業(yè)績點。

·經(jīng)濟高效的加速器。針對大多數(shù)計算密集任務(wù)(例如圖像處理、圖形和視頻編解碼器)實施硬件加速。硬件加速器將高性能、

低功耗、小硅面集于一身，以進行圖片、視頻和圖形處理。

·Smart Speed技術(shù)。只有在需要時消耗功率。為了實現(xiàn)外部內(nèi)存帶寬的最有效使用、以及高度的并行和先進的電源管理技巧，我們對架構(gòu)進行了優(yōu)化。Smart SpeedMAX交叉交換允許同時進行多個總線事務(wù)，而不會出現(xiàn)沖突或等待狀態(tài)。

正是依據(jù)這些原則，i.MX處理器為信息娛樂系統(tǒng)提供了眾多高性能功能。

安全

信息娛樂系統(tǒng)必須能夠執(zhí)行安全的加密方法，以便處理受數(shù)字權(quán)利管理(DRM)保護的媒體，確保專有位圖數(shù)據(jù)不能復(fù)制，實現(xiàn)安全的軟件升級。i.MX處理器具有安全RAM、安全控制器、high、assuranceboot(HAB)和安全JTAG技術(shù)，確保安全地執(zhí)行加密軟件，防止非授權(quán)接入。這種安全技術(shù)還可用來驗證正執(zhí)行軟件的起源，在實現(xiàn)軟件現(xiàn)場升級的同時，還能夠防止加載未經(jīng)授權(quán)的代碼。

圖形

圖形處理是計算最密集型任務(wù)之一，可以受益于i.MX處理器的硬件加速。飛思卡爾的i.MX處理器包括一個圖像處理單元(IPU)，IPC能夠執(zhí)行alpha混合、圖像旋轉(zhuǎn)和硬件縮放。IPU還進行LCD控制和刷新。此外，i.MX356器件還包括一個本地OpenVG1.1矢量圖形加速器，能夠?qū)崿F(xiàn)133Mpixel／s的速度，同時為2.5-D地圖繪制和用戶界面提供強大加速功能。使用硬件種內(nèi)置的16X多重采樣抗鋸齒(MSAA)，圖形加速器可以直接繪制直線、曲線、truetype字體和textures。它也可以直接加速Adobe Flash及眾多web瀏覽器和用戶界面工具。此外，還提供了符合OpenVG1.1和DirectDraw應(yīng)用編程界面要求的圖形驅(qū)動程序。i.MX系列中的其他處理器則提供兼容OpenGL API的強大3D圖形加速功能。

音頻和語音

憑借其DSP指令擴展、高時鐘頻率和浮點單元，i.MX35的ARM11 CPU是一個出色的音頻信號處理引擎。典型音頻解碼器(如MP3)需要的CPU帶寬不到20MHz，而經(jīng)過優(yōu)化的MP3編碼器則運行在不到50MHz的帶寬內(nèi)。對于語音處理，回聲消除需要約50MHz，而語音識別也可以從i.MX35的有效緩存和內(nèi)存架構(gòu)中獲益。當(dāng)使用浮點單元進行了優(yōu)化后，語音識別的語音命令識別速度最快可達競爭解決方案的5倍。i.MX35還有一個異步音頻采樣速率轉(zhuǎn)換器(ASRC)，它可以轉(zhuǎn)換硬件中最多10個聲道的音頻。這在汽車系統(tǒng)中非常有用，因為在汽車系統(tǒng)中，很多不同音頻源可能需要混合，并發(fā)送至一個共同的輸出聲道。

視頻

正如在下面的H.264案例分析中看到的那樣，視頻解碼所要求的72％的計算采用i.MX IPU加速，相當(dāng)于ARM11性能超過1.2GHz。i.MX31處理器上，特定格式的視頻解碼實際上在軟件中執(zhí)行。ARMv6指令擴展和優(yōu)化內(nèi)存架構(gòu)意味著ARM11能夠在軟件中執(zhí)行高達D1 30Frame／s的視頻解碼。i.MX系列的其他成員提供視頻編碼和解碼的全硬件加速，從而釋放出更多CPU資源用來運行其他任務(wù)。

圖1顯示了為解碼和顯示采用H.264標準壓縮的視頻流而必須執(zhí)行的不同任務(wù)。除了解碼H.264數(shù)據(jù)流，還必須對由此得到的視頻進行大小調(diào)整、旋轉(zhuǎn)，從YUV格式轉(zhuǎn)換到RGB格式，并用HMI圖形重疊。左側(cè)的餅形圖顯示了如果這類任務(wù)均在軟件中執(zhí)行時CPU負載的百分比。我們可以看到，H.264解碼和H.264內(nèi)回路解鎖功能只占用38％的CPU負載。

圖1顯示了i.MX31的IPU如何能夠在硬件中執(zhí)行全部非解碼功能，僅留28％的任務(wù)在硬件中完成。

質(zhì)量

飛思卡爾i.MX處理器的開發(fā)使用前沿技術(shù)，從一開始就采用高質(zhì)量設(shè)計方法，力求交付符合要求的器件。i.MX31和i.MX31L器件最近剛剛通過了AEC-Q100標準認證。AEC-Q100標準由汽車電子設(shè)備委員會制定，其中包括一系列集成電路必須滿足的壓力測試，確保OEM在苛刻的汽車環(huán)境提供一致的質(zhì)量和可靠性。

在i.MX應(yīng)用處理器開始在汽車應(yīng)用中批量生產(chǎn)前，數(shù)以百萬的i.MX應(yīng)用處理器已經(jīng)隨消費器件銷售出去了，這意味著軟件和硬件已經(jīng)達到成熟質(zhì)量水平。作為汽車市場排名第一的半導(dǎo)體供應(yīng)商，飛思卡爾深知汽車行業(yè)要求，客戶知道他們可以依賴i.MX31處理器，為他們提供一致、可靠的高質(zhì)量。利用其專業(yè)的售后設(shè)計整合支持，飛思卡爾為這一質(zhì)量提供保證。

電源管理

飛思卡爾i.MX處理器的設(shè)計初衷就是低功耗。由于采用了來自便攜式領(lǐng)域的最新技術(shù)，因此i.MX處理器消耗的功率還不到競爭性信息娛樂處理器功耗的三分之一。這樣有助于減少儀表板中的熱量累積，不再需要成本高且占用空間的熱散器。低功耗還能夠讓客戶在嵌入式導(dǎo)航和便攜式售后市場導(dǎo)航器件中使用相同的i.MX平臺用于，從而節(jié)約開發(fā)成本。

結(jié)語

由于消費電子業(yè)的繁榮，汽車信息娛樂市場的技術(shù)和用戶期望正經(jīng)歷前所未有的變化速度。飛思卡爾i.MX應(yīng)用處理器集消費電子系統(tǒng)的尖端技術(shù)和汽車知識、質(zhì)量和行業(yè)聯(lián)盟于一身，無疑是適用于這兩個領(lǐng)域的解決方案。