車載資通娛樂系統分析與設計

　　Telematics系統的主控制器/處理器要通過UART等接口來連結Bluetooth、2G/2.5G/3G無線通信、DSRC，還包括單向接收的無線技術GPS、AM/ FM、DVB-T/DVB-H/T-DMB等各種無線模塊。因此，Telematics系統設計上的一大挑戰就是這些通信模塊的天線、射頻（RF）和基帶（BB）三部分的整合。

　　無線技術多半采用不同的頻段，而接收或發射的高頻信號很容易彼此干擾而降低信號質量，妥善規劃不同無線模塊的空間配置與隔離性是射頻（RF）模塊的關鍵。除了很多EMI/EMC的問題需要解決外，由于GSM/GPRS/3G共享射頻電路，濾波器等射頻被動組件正在向自動切換的方向發展，放大器方面也需要支持高線性度及寬帶等方面的設計。

　　不同的無線技術需要采用不同類型的天線來實現最佳的收發效果。天線的類型眾多，如上文提到的移動通訊（2G/2.5G/3G）的天線以平面倒F型（PIFA）、單極型（Monopole）和螺旋式（Helix/Spiral）為主；GPS則多采用片狀天線（Patch）、Helix和PIFA等，其中又以Patch及Helix使用最多；此外，為了提升接收效果，車載天線也會采用車體外接收天線或天線分集（Antenna Diversity）技術來選擇接收強度較強的訊號。

　　Telematics系統軟件架構

　　除了硬件，操作系統和應用軟件也決定了Telematics設備的性能。常見的車載嵌入式操作系統有Wind River的VxWorks、QNX Software的QNX及Acclerated Technology的Nucleus Plus等。由于汽車在安全性等方面的特殊要求，一般的操作系統難以滿足車載系統抵抗惡劣環境和較長的使用壽命等能力，汽車制造廠對車載設備的可靠性要求遠高于3C設備，因此Telematics軟件平臺往往會選用專用的RTOS嵌入式操作系統。Telematics的重要應用軟件則包括A-GPS、方位推算（Dead Reckoning, DR）、LBS位置服務、遠程診斷等增值功能。

　　中間件（Middleware）屬于可復用軟件的范疇，位于操作系統軟件與用戶的應用軟件的中間。好的中間件能加速對特定功能的開發時程，也能擴展應用上的功能，例如加速DVB-H移動電視的電子選單功能配置等。

　　目前嵌入式軟件系統已逐漸擺脫封閉性的專用架構，開始走向開放性接口，即抽象硬件接口（Hardware Abstraction）的概念。抽象硬件接口的架構同時為應用程序提供針對特定操作系統的統一軟件接口，和為底層硬件設備的抽象化接口。開放式架構加速了設計開發的速度，可有效縮短上市時間。

　　如圖所示軟件構架，Telematics系統由底層的硬件接口、中層的驅動程序、及上層的應用程序三個層次組成，三者之間則通過低階API及高階API來進行溝通。

　　底層硬件設備包括多媒體加速器/音視頻編譯碼器、UART接口、USB接口、Bluetooth等通訊接口，以及LCD控制器、照相機等一般性應用的標準硬件接口；中間部分主要包含處理核心、設備驅動程序和文件系統的操作系統功能，以及多媒體架構、語音及網絡的通訊架構、Java和安全性架構等；語音、游戲、短信、瀏覽、PIM等功能位于上層的應用軟件部分。

                                           圖六　開放性軟件系統架構

　　結論

　　汽車電子帶來的全新駕駛體驗是促使其飛速發展的動力，雖然其與普通的消費型電子產品在硬件架構上很相似，但在應用功能上卻差異很大。

　　標準化是Telematics系統服務實現的關鍵。例如行車記錄、安全保障、位置服務（LBS）和電子收費（ETC）等，許多應用除了整個機車產業以外，還涵蓋了通訊、交通、金融、廣電等多個領域；此外，應用的定制化也要求廠商獨特的創意和靈活的設計制造能力。