胡 陽，劉 欽，張小波，羅 煒，張 賓，趙能卿

（江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

隨著汽車行業(yè)技術的快速發(fā)展，現(xiàn)代汽車不斷向智能化和網聯(lián)化的方向發(fā)展。作為車輛信息顯示功能的主要載體，車載信息娛樂系統(tǒng)和組合儀表之間的多屏互動是智能網聯(lián)汽車的重要組成部分。在日常的汽車應用場景中，用戶根據需要會使用音頻、電話、電話簿、導航等各種娛樂功能；當汽車處于行駛狀態(tài)下時，用戶操作車載信息娛樂系統(tǒng)往往是一種危險的駕駛行為，對行車安全帶來了極大的風險。因此，提出設計一種智能座艙多屏信息傳輸系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成

如圖1所示，智能座艙多屏信息傳輸系統(tǒng)主要由車載信息娛樂系統(tǒng)（以下簡稱IVI）和組合儀表（以下簡稱IC）組成。由于智能座艙娛樂相關功能的信息傳輸數(shù)據量大、實時性要求高，為了避免影響基礎車身功能且降低CAN總線的負載率，IVI和IC通過Body CAN和Infotainment CAN兩條CAN總線連接并通信。其中，Body CAN為公共的車身CAN總線，承載基礎車身功能；Infotainment CAN為私有的信息娛樂CAN總線，承載多屏信息傳輸功能。

圖1 智能座艙多屏信息傳輸系統(tǒng)

2 系統(tǒng)方案總述

系統(tǒng)所有信息傳輸信號都定義為事件型信號，信號的交互方式采用以下類似于UDS診斷的問答式交互邏輯。

當IVI接收到事件觸發(fā)指令后（如有電話或音頻接入），發(fā)送第1幀控制幀，待IC反饋流控制幀30 00 00 00 00 00 00 00后，IVI以10ms的周期發(fā)送數(shù)據幀，各類型數(shù)據按照ID順序發(fā)送。每當IVI發(fā)完一組類型的數(shù)據后，需要再次發(fā)送控制幀后并得到IC流控制幀反饋后才能繼續(xù)發(fā)送下一組數(shù)據，以此類推并循環(huán)發(fā)送各類型數(shù)據。如果IC不反饋流控制幀，超時時間定義為25ms，事件觸發(fā)時IVI保持100ms周期發(fā)送當前的控制幀。

當數(shù)據源狀態(tài)或者數(shù)據源發(fā)生變化時，IVI需在當前數(shù)據類型發(fā)送完畢后直接從ID順序最高的數(shù)據類型開始循環(huán)發(fā)送，如當前歌曲暫停時，數(shù)據類型直接從最高的0x01歌曲名/節(jié)目名開始循環(huán)發(fā)送。如果當前發(fā)送的數(shù)據類型內容出現(xiàn)變化時（如歌曲播放名更換），IVI需等待當前數(shù)據發(fā)送完畢后，再重新發(fā)送該數(shù)據類型的新數(shù)據。

當有設備接入，但無任何數(shù)據需要傳輸時（如電話信號數(shù)據源狀態(tài)處于0x01無來電，0x07通話結束），控制幀中長度值應等于控制幀中的數(shù)據長度，代表后續(xù)無數(shù)據幀傳輸，IVI按照100ms周期循環(huán)發(fā)送這種無數(shù)據的控制幀報文，IC無需反饋流控制幀。當控制幀的數(shù)據源狀態(tài)從其他任意狀態(tài)切換到數(shù)據源狀態(tài)=0x00（無手機連接/無音源/無電話簿狀態(tài)，即代表無設備接入），事件觸發(fā)停止時，IVI發(fā)送3幀100ms控制幀后停發(fā)報文。

控制幀的數(shù)據長度按照定義包含所有的控制類型狀態(tài)和數(shù)據（除了數(shù)據長度所在字節(jié)和數(shù)據幀幀序號所在字節(jié)），如果IVI最終發(fā)送的數(shù)據與控制幀的長度不符，則發(fā)送的數(shù)據視為無效，IC反饋負響應7F 13。數(shù)據幀的數(shù)據類型標志需與控制幀的數(shù)據類型標志保持一致，如不一致，則IVI發(fā)送的數(shù)據視為無效，IC反饋負響應7F 73。當IVI 發(fā)完控制幀，IC的數(shù)據幀的等待時間是50ms，如果超時，則反饋負響應7F 37。若IVI收到IC的負響應反饋，則需要重新發(fā)起控制幀。詳細的負響應代碼如表1所示。

表1 負響應代碼列表

2.1 音頻信息傳輸

音頻信息傳輸控制幀和數(shù)據幀格式如表2所示，控制幀中的數(shù)據源狀態(tài)、數(shù)據源、數(shù)據類型的具體定義如表3所示。數(shù)據幀中數(shù)據內容對于歌曲名/節(jié)目名、歌手名/節(jié)目出處采用UNICODE編碼格式，對于廣播信息、總時長、播放時間采用ASCII編碼格式。

表2 音頻信息傳輸控制幀和數(shù)據幀格式

表3 音頻控制幀數(shù)據源狀態(tài)、數(shù)據源、數(shù)據類型定義

IVI當前在音源播放狀態(tài)時，若IC請求IVI切換至某個無音源的數(shù)據源（如未插入U盤時的“USB”），IVI無需更新當前傳輸音頻信息的控制幀給IC，依然繼續(xù)傳輸上一刻的音頻信息；若IVI當前正在播放的音源斷開，則需立刻更新控制幀給IC，如USB音樂播放狀態(tài)下U盤被拔出，則IVI發(fā)送控制幀的數(shù)據源狀態(tài)為無音源，數(shù)據源為USB。

2.2 電話信息傳輸

電話信息傳輸控制幀和數(shù)據幀格式如表4所示，控制幀中的數(shù)據源狀態(tài)、數(shù)據類型的具體定義如表5所示。數(shù)據幀中數(shù)據內容對于通話人采用UNICODE編碼格式，對于電話號碼采用BCD編碼格式，對于通話時間采用ASCII編碼格式。通話人數(shù)據長度在20個字符以內，電話號碼長度在16個字符以內，通話時長顯示需要精確到秒。

表4 電話信息傳輸控制幀和數(shù)據幀格式

表5 電話控制幀數(shù)據源狀態(tài)、數(shù)據類型定義

2.3 電話簿信息傳輸

電話簿信息傳輸控制幀和數(shù)據幀格式如表6所示，控制幀中的數(shù)據源、聯(lián)系人ID的具體定義如表7所示。每觸發(fā)一組電話簿信號，IVI發(fā)送3次（每一次按0x01～0x04的數(shù)據源順序發(fā)送完所有聯(lián)系人信息），電話簿無更新后停止發(fā)送，當電話簿出現(xiàn)更新時再重新觸發(fā)發(fā)送（也需發(fā)送完所有聯(lián)系人信息）。手機連接狀態(tài)下用戶對電話簿進行清空/刪除操作時也視為電話簿出現(xiàn)更新，IVI也需要重新依次對所有電話簿信號發(fā)送3次。IC對電話簿進行存儲，無手機連接時需清除已存的電話簿。

表6 電話簿信息傳輸控制幀和數(shù)據幀格式

表7 電話簿控制幀數(shù)據源、聯(lián)系人ID定義

2.4 導航信息傳輸

導航信息傳輸控制幀和數(shù)據幀格式如表8所示，控制幀中的數(shù)據源狀態(tài)的具體定義如表9所示。IC以接收到的第1幀來自IVI的控制幀（其中數(shù)據源狀態(tài)為0x01導航信息）作為導航功能激活的標志，開始顯示導航信息相關內容；IC以接收到的最后一幀來自IVI的控制幀（其中數(shù)據源狀態(tài)為0x00無導航信息）作為導航功能退出的標志，停止顯示導航信息相關內容。

表8 導航信息傳輸控制幀和數(shù)據幀格式

表9 導航控制幀數(shù)據源狀態(tài)定義

3 總結

通過定義IVI和IC之間音頻、電話、電話簿和導航功能的信息傳輸協(xié)議，智能座艙多屏信息傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)了智能座艙中多個顯示屏的娛樂信息共享與同步，極大地提升了用車便利性。該系統(tǒng)在滿足用戶娛樂功能使用需求的同時，使用戶在行車過程中將注意力更多地集中在視野前方的組合儀表顯示屏，以保障行車的安全。同時，通過網段隔離的方式，相關事件型信號只在私有CAN總線上交互，既保障了多屏信息傳輸?shù)膶崟r性，也降低了公共CAN總線的網絡負載率。因此，該系統(tǒng)具有良好的應用前景。