通過汽車智能信息服務系統優化人車界面
網關處理器的軟件架構
診斷系統可通過網關處理器接入車內網絡,其軟件架構如圖3中所示。分層協定和HTML等編程語言可為網頁瀏覽器、網頁服務器和其他應用提供標準的界面。
在這個設計中,診斷系統會通過一個網頁瀏覽器觀察網關處理器上運行的服務器展現出來的信息。通過在網關中安置一個服務器,汽車制造商便可提供一個無需任何汽車專用軟件支援的診斷界面。此外,該網關還可以用來建立車內網絡的防火墻,防止有黑客通過使用這些診斷設施來干擾汽車的運作或影響保安。每一個CAN節點中的高級驅動器會推行一個應用指定的協議,用來對來自服務器的要求做出反應。該驅動器負責分析和解碼協議數據單元(PDU),并產生所需的局部任務來迎合PDU所要求的動作。一旦局部任務完成后,由該任務所生成的結果便會被格式化,并經CAN總線傳送回服務器。
動態節點配置(DNS)服務器維持著一連串的有效節點。當一個節點被加到CAN網絡時(這可以是“熱”或 “冷”),它便會立刻把配置的要求發布到在網關上運行的DNC服務器,而大部分電腦所采用的動態主控配置協議(DHCP)會通過模型化而自動獲得網絡配置,之后一個類似(簡化了的)的協議便會被推行以容許CAN節點獲取某些所需的網絡配置數據。采用這種機制,節點便可以以某一個方式,如電腦中的即插即用(plug-and-play)形式,隨時添加或從CAN上刪除。CAN節點利用DNS要求來公布其隨機生成的節點身份(ID) - 用作名稱或CAN網絡上“地址”的化名,這樣就不會與基于信息的過濾以及其他在CAN網絡上使用的ID混淆)。
當網關的DNS服務器接收到一個DNS要求時,它首先會檢查該節點所要求的ID是否有效,以及它有沒有與現時網絡上的ID有沖突,之后服務器會檢查是否有足夠的存儲空間去把該節點的配置表加到其有效節點的清單上。最后,假如一切妥當的話, DNC服務器便會確認該要求并為該節點指派一個特定的號碼作為其生效時的名稱。該節點的身份ID亦會被加入到服務器的有效節點清單上。所有其后指向該節點的通信便將使用這個經協議的ID。假如所要求的ID失效時,網關便會拒絕該要求,并促使該節點要求另一個ID,直至該ID被接受為止。
網關處理器可視作一個CAN網絡的主控,因為CAN節點本身不會運行協定堆迭。當一個網頁瀏覽器需要存取一個CAN節點時,它便會與網站服務器溝通,而網站服務器會翻譯瀏覽器所要求的動作并在CAN網絡上產生通信以實現所需的動作。另外,網關還可作為其他的主控,包括外部模擬和數字輸入/輸出,以及連接到低成本的片到片網絡的外置外圍設備。
網關處理器的應用實例
這個系統所需要的資源很簡單,所以把它們結合在一起可降低硬件成本,同時可增強應用的效能。
藍牙網關處理器的半導體解決方案
一個網關處理器的例子是由美國國家半導體提供的CP3SP33,它是CP3000連通處理器系列之一,它的功能特色包括:
·96-MHz、具有32位延伸的16位精算指令集( RISC)中央處理器
·96-MHz、16位雙MAC、 設有獨立總線和存儲器的定點數字信號處理器
·4K字節的中央處理器指令緩存器
·4K 字節的中央處理器/數字信號處理器共用隨機存取存儲器
·32K 字節的中央處理器隨機存取存儲器
·24K 字節的數字信號處理器指令隨機存取存儲器
·24K 字節的數字信號處理器數據隨機存取存儲器
·藍牙基帶控制器
·設有物件存儲的雙 CAN 2.0B 主動控制器 (較早前稱 fullCAN)
·USB 2.0 On-The-Go 主機/節點控制器
·存取總線、SPI和Microwire/Plus 低開銷片到片總線
·Quad UART
·設有雙重ADC輸入和立體聲DAC輸出的片上智能信息服務編解碼器
·供外置編解碼器用的I 2 S 和先進聲頻界面 (與SSI界面兼容)
·10通道、10位模數轉換器
·64個通用I/O端子接腳 (視封裝而定)
·通用計時器
·監視計時器
·低功率模式
CPU和數字信號處理器均擁有獨立的存儲器和外圍設備,所以數字信號處理器可以獨立地運作以執行高帶寬的運算。CPU和數字信號處理器可以進行溝通,方法是通過一個片上的共用4K隨機存取存儲器或一條連到外部存儲器的共用總線。共用的外圍總線可容許某些片上的外圍同時被CPU或數字信號處理器應用。圖5顯示一個芯片級的架構圖。當中CPU有一條通往數字信號處理器DMA控制器的專屬通道(沒有顯示在圖中),以便將數據下載到數字信號處理器的指令和數據存儲器。對于那些不需要數字信號處理器的應用而言,CP3BT30可提供相同的中央處理器、存儲器和沒有數字信號處理器的外圍設施。
這些處理器的藍牙功能已經朝著目標用戶的要求而發展,當中包括:
·QS9000 認證
·所有元件均可在?40°至 +85℃下操作
·所有專用元件均可在?40°至 +125℃下操作
·符合汽車標準的測試方法以做故障分析和確保最高質量
·典型情況>97%故障等級
·達到低PPM(現場)
·通過專用I/O單元的低EMI零件
現在美國國家半導體已有完整的藍牙和TCP/IP通信協定提供,同時附送一系列經測試的軟件開發工具、外圍驅動器和一個實時操作系統。
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