汽车信息系统设计参考

汽车信息系统设计参考

瑞萨科技 Naoki Yamauchi

在几十年前，汽车内的电子设备还局限在无线电设备和点火系统。现在，半导体器件渗入到各种类型的汽车中，在高端汽车中更是成为功能实现的决定因素。在产品不断更新换代的背后，半导体器件扮演着重要角色。以汽车导航系统和远程信息处理为代表的汽车信息系统（CIS）产品，例证了汽车工业的发展趋势。CIS产品功能不断改进，并将在未来更多的汽车中成为必备的标准功能。由于CD-ROM、DVD-ROM以及用于数据存储的硬盘驱动器（HDD）的使用，汽车导航系统的功能更强、速度更快。导航系统已经包含了视听（AV）功能，产生了可以恰当地称为“AV导航系统”的产品。在功能和性能方面所作的类似改进，已经可以在某些HDD支持的汽车音响系统中见到，这些改进还包括AV导航系统以及后排座位的娱乐系统。尽管系统的复杂性隐藏在用户友好界面的背后，但系统的复杂程度确实正在急剧提高。

汽车安全系统集成

由于在汽车导航系统中加入了功能，显示屏变得更大，清晰度更高。除了信息、车箱环境系统这些传统的汽车导航和汽车音响系统的集成外，汽车安全系统的集成也正在实现。例如，除了显示汽车导航功能外，高性能显示器还可以显示从后备监视摄像机得到的图像，帮助驾驶员避免撞上物体，也可以显示由车内和车外的传感器生成的其他类型的车辆安全信息。

CIS已发展成AV导航系统，并与汽车音响系统密切相关，瑞萨为其提供了全系列解决方案。产品包括具有SH-2A CPU内核的M16C系列汽车音响系统控制器、支持烧录（ripping）和显示功能的SH7760处理器以及可以实现3D图形和GPS功能的SH7770集成控制器。为了便于CIS产品将来的升级，工程师正在进行无缝开发程序工作，并推出了灵活的解决方案。图1介绍了未来CIS系统可能的设计方案。

汽车应用需要将更多的解码能力加入到未来的CIS解决方案中。对于数字家庭电子产品而言，支持MPEG2多媒体数字信号编解码器（codec）的DVD和HDD录制机就已足够。但是，CIS产品必须能与更多的内容格式相兼容，它必须能够处理MPEG2/4、用微软的Windows多媒体音频（wma）和视频（wmv）格式编码的数据、数字广播、卫星无线传输等格式的数据。为了灵活实现这些解决方案，可以利用中间件和/或硬件IP。

SH7770包含有多个IP，可以提供以前需要几个芯片才能实现的一系列功能。400MHz SH-4A CPU内核可以提供高达720 MIPS或2.8 GFLOPS的处理速率。但是，芯片包含了许多嵌入式存储器（以前必须外置），所以由于过量分享总线功率，传统总线结构将使系统性能退化。SH7770在设计上采用高速、中速和低速总线，解决了这个问题。

另外，为了在低功耗下实现高性能，可选择分布式处理方案，处理过程可以由CPU内核和片上图形加速器（硬件IP）执行。仔细选择满足CIS应用要求的硬件IP，可以降低CPU内核的负载，改善总的器件功率效率。SH7770将在各种汽车导航系统中广泛使用。

SIP和多核技术提高集成水平

随着处理器性能的提高，在未来几代CIS产品中将考虑使用集成解决方案产品（SIP）技术和多内核架构。其中，SH7770是一种强大的、运行良好的SoC器件。以后会将其他外置于SH7770的LSI芯片，如外围多媒体处理芯片和更大容量的存储器等，连接到带有SIP技术的具有相同面积和输出管脚数的器件中，这样将更加容易进行系统升级。

使用多内核方法增加功能和分配处理任务具有很好的前景。多内核方法是限制功耗、获得更好性能的很好方案。

在软件部分，应保持与技术合作伙伴的积极合作关系，并保持对开放系统架构的支持，以适应广泛的解决方案的要求。