最近几年,无线运用已经有了快速并且广泛的开展。毫无疑问,无线设备给咱们的日子和作业带来了极大的便当,比方,手机使咱们能够随时随地地进行对话,大大地进步了交流的功率。与此相对应,越来越多的无线技能被立异性地集成在轿车运用中,使驾驭也成为了一种舒适日子的体会。下表列举了现在常见的轿车无线运用。
这些还没有包含红外无线运用、遥控钥匙等,加上将来肯定会集成到车内的无线互联网络和4G通讯网络,轿车相关的无线体系会包含一个相当大的范畴。但是无线运用不只要适用于相关的频率,还要满意规则的调制算法。所以现有的车载无线运用都是选用独自的软硬件模块来完结的。比方收音机,遍及的解决计划是运用一个收音机模块进行收音解调,然后经过专门的通讯协议(比方I2C)和主处理器交互,并显现在人机界面上。
独立的软硬件模块一般意味着简练的软件规划和较低的硬件本钱。不过它也有它的缺点:硬件模块的更改一般意味着比较大的体系改动。比方收音机要加上RDS的功用,一般要从头挑选新的收音机模块,从头规划体系接口以习惯新的收音机模块,从头规划软件来包容RDS功用等。
车载无线运用触及很多的独立硬件模块和快速开展的新技能,一起改变硬件模块和修正软件模块可能会导致滞后的上市时刻和较高的规划本钱。软件无线电是一个蓬勃开展的范畴,以下本文迁就在车载体系中引进软件无线电模块展开讨论。
软件无线电简介
传统的无线电运用都是依托模仿电路来完结的。软件无线电的意图便是把无线电范畴的硬件问题变成软件问题,其根本思想便是用软件解调接纳到的电磁波和用软件操控发射的电磁波。软件无线电的根本结构如下图。
从框图中能够看到,模数/数模转化器是联络接连的模仿信号和分立的数字信号的桥梁,而软件能够操控的是数字信号。运用软件代码高效剖析和合理操控数字信号,软件无线电原则上能够完结传统无线电的一切运用,并且具有传统无线电设备所没有的灵活性——软件代码实际上能够依据用户的需求实时调整。也便是说,运用同一块硬件,软件无线电软件能够完结传统无线电需求多块硬件才干完结的使命,比方一起接纳FM信号和电视信号。
车载软件无线电
现在是考虑用软件无线电来替代轿车内传统无线电运用的时分了。要完结这个计划,首要需求规划一个通用的软件无线电模块。这个模块应该包含暗示图中的模块,并且还要有较好的灵活性,最终还必须有和外部设备通讯的高速接口。下图给出了一个简略的暗示比如。
其间,DAC是数模转化器,ADC是模数转化器,BUS是可编程接口。
其次,看一看作为可编程单元的FPGA.当主控单元经过可编程接口装备好FPGA之后,FPGA就会依照咱们预先规划的程序进行作业。在软件无线电范畴,以接纳为例,FPGA完结的使命包含依照主控单元指定的频率段把ADC数据转化为基频段数据,即所谓数字化下行转化。这个转化曩昔是十分耗费体系资源的,跟着硬件处理才能的进步和软件算法的更新,无线电范畴的上下行转化现在根本上能够实时完结。赛灵思和Altera都供给高性能的FPGA,它们完全能够担任上述使命。
再其次,数字化下行转化后的数据会经过可编程接口传输给主控单元。这个数据的流量会依据运用和数字化下行转化算法的不同有较大的改变。典型的数据率是每秒数十兆字节,这个速度能够习惯现在车内常用的无线体系,而满意这个数据率的通用接口能够选:
一般地,USB总线是一个很好的挑选:简洁而易得。