INICnet™技能简化车载音频和声学功用的完成

多年来,轿车行业一直在尽力进步联网技能在车辆中的遍及程度。愿景是树立一个“单一技能网络”,而现在的处理计划是采用在满意轿车需求的其他范畴具有牢靠成绩记载的以太网技能。这种计划尽管处理了许多轿车联网难题,可是在某些信息文娱、音频和声学用例中也带来了其他应战。特别是音频信号传输方面,需求装备很多贵重的硬件和软件组件,这是当时面对的首要应战。而战胜每一项应战都将是一个杂乱且耗资巨大的进程,而且可能会添加规划的危险与本钱,影响新车上市时刻。

相比之下,全新的INICnet技能不光可供给一切必需的音频功用(例如以高质量服务和低延时并行传输多个音频和视频通道),而且无需装备其他硬件或软件。此外,这项技能还供给以太网/IP通道,支撑软件下载(包括无线OTA)和确诊等用例,以及与轿车网络的其他部分无缝衔接。

可是,轿车范畴现在现已具有很多协议,为什么还需求另一种敞开规范呢?

经过剖析当今轿车行业面对的应战,咱们可以找到答案。为了应对消费类产品的快速更新换代,业界往往一边致力于进步立异性,一边尽力测验节约本钱。而这项应战的中心是轿车电子。从图1中可以看出,典型车辆中的电子元件数量正在逐年敏捷添加,再加上车辆电气化的三大趋势(即更杂乱的驾驶员辅佐、主动驾驶和不断增强的车内衔接),彻底不会有减缓的痕迹。

图1:电子元件本钱占车辆总本钱的百分比趋势

这导致车辆内部的不同组件与其根底结构之间存在很多数据沟通,而且未来只会不断添加。这给车载网络带来了新的担负,传统的车载网络通常是依据域的网络(例如CAN、Flexray、LIN和MOST),可依据通讯的带宽和实时要求包括不同类型数据的专用使命。因而,将依据域的架构替换为骨干计划变得越来越遍及,在骨干计划中,依据非屏蔽双绞线(UTP)的高速以太网骨干网络可以满意联网要求。

当时,以太网已成为一种老练且价格合理的技能,它在商场上表现出显着的优势。UTP可以协助下降开发本钱、削减项目危险和缩短新车上市时刻。可是,并非在车载网络内沟通的一切数据自身都可以作为数据包数据运用。

以信息文娱体系、声学运用(例如,主动降噪(ANC))和乘客间沟通中的音频数据为例,经过以太网完成此类运用意味着需求运用音频视频桥接(AVB)等特别规范,这些规范可满意音频运用的一切要求(例如同步、低延时和牢靠性),但在软件中完成起来非常杂乱而且要求具有专门用于处理网络的高性能核算才能。高性能单片机上杂乱软件协议栈的完本钱钱可能会抵消网络规范的一切优势。

那么,业界如安在不添加完本钱钱的状况下为音频、声学和信息文娱体系布置网络规范呢?

答案便是INICnet技能。INICnet技能将在2021年成为敞开的ISO规范,它支撑高质量服务的音频和视频通道,这些通道可以经过INICnet IC或配套的精简软件进行全面办理,因而工程师无需额定的开发作业即可处理网络上的通讯。INICnet技能供给UTP或同轴电缆作为物理层,而且由于每个节点都有自己的MAC地址,因而可与以太网彻底兼容。此外,它还支撑与以太网相关的一切机制、寻址形式和数据包巨细。

图2:  INICnet技能与以太网共存

INICnet技能有以下两种不同的速度等级(带宽功率高达95%以上):50 Mbps或150 Mbps。两种选项均支撑环型或菊花链,50 Mbps经过UTP完成,而150 Mbps经过同轴电缆完成。

INICnet技能支撑幻象电源并供给全面的确诊,无需额定的触发电缆。图2说明晰INICnet技能和以太网网络怎么共存。这种网络架构的优势在于,音视频运用可以依据INICnet技能运转,由于这种技能以本机格局处理音频或视频数据,然后协助开发人员将更多精力会集在他们的运用上,削减在杂乱的数据转化或网络使命方面的投入。另一大优势是,由于INICnet技能支撑本地以太网数据包,并经过其设备之一(例如中央处理单元)衔接到车辆骨干网的其余部分,因而可以经过无线方法快速更新每个INICnet设备中的固件。中央处理单元中不需求网关运用,由于每个INICnet设备都可以经过其自己的专一MAC地址直接寻址。

关于INICnet技能的以太网通道,其ISO/OSI模型仅包括模型的前两层,如图3所示;因而,它可以从更高层中彻底笼统出来,以便在驱动程序更新后可以重复运用针对其他技能编写的软件。现在,Linux和QNX的驱动程序可与INICnet IC结合运用,并答应INICnet技能的以太网通道以彻底通明的方法集成到依据IP的现有体系中,这样开发工程师就不用忧虑底层联网技能。

图3:  ISO/OSI模型中的INICnet技能

 Microchip 供给面向低延时运用(例如ANC、马达声响生成、路途噪声消除、紧迫呼叫以及其他要求低延时的运用)的全系列运用特定产品,如图4所示。每个INICnet IC都可以装备为网络主器材或网络从器材,而且可以依据状况主动更改其形式(例如,在产生事故后网络损坏而且驾驶员期望进行紧迫呼叫时)。

Microchip的UNICENS一致会集式网络协议栈可以支撑INICnet技能的网络资源办理和网络装备。可用的IP协议栈(例如SOME/IP协议栈)或任何其他远程进程调用(RPC)技能都可以支撑一切其他体系办理功用(例如设备操控)。UNICENS是一个开源运用程序,可免费运用。凭借此运用程序,用户可以在单个设备中装备整个网络;这样便可完成不需求单片机的设备,例如麦克风节点。假如网络中存在仅处理以太网通讯的节点(例如智能天线),则此类节点不需求包括任何类型的网络软件。更妙的是,假如数据是在以太网内部生成,还可以在不运用单片机的状况下规划节点。

商场现已逐渐认识到INICnet技能的优势。早在2018年,就现已有轿车OEM首先采用了这项技能,而且估计将在2020年开端出产。此外,许多来自全球不同区域的OEM和1级供货商也已纷繁开端对这项技能进行评价,而且正在与Microchip专家协作,期望可以学习咱们以往的技能成果。 

图4:Microchip的INICnet系列,可扩展接口选项由运用中心驱动