基于DSP的免持车载系统开辟新天地

作者：时间：2017-06-08 来源：网络收藏

这几年，许多国家都通过或推荐审议相关法律，禁止司机驾驶时使用手持电话。一些生产商也发布了免持车载移动电话系统。

不幸的是，市场上的劣质产品的效果并不理想。大多数免持移动电话都采用短距离蓝牙无线技术作为实际标准。然而，免持系统供应商仍有几个挑战需要面对，因为汽车造就了一个十分恶劣的环境，严重影响音频质量、安全性和可靠性。蓝牙技术的进步还表现在它定义了几种新规范，使免持电话系统能够增添一些诱人的功能。

如今，人们期望车载系统提供一个全面的信息娱乐和远程通信解决方案。模块化的车载套件平台应该有能力在低功耗、小尺寸、低成本、易生产、可测试和高品质的前提下支持目前所有的功能。

免持套件（Hands-Free Kit － HFK）市场

2007年，移动电话的全球交货量预期超过6亿部，其中30％采用蓝牙技术。蓝牙设备目前有10亿件，至2010年将超过20亿件，其中大部分是移动电话、耳机和车载套件。

先进的基于数字信号处理器（DSP）的免持车载套件能满足人们不断增长的对高质量、低成本的解决方案的需求，如图1所示。这类套件具有出色的音频处理算法和直观、友好的蓝牙功能，为驾驶者提供绝佳的驾驶体验。

图1 基于DSP的免持套件

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/201706/350856.htm

由于汽车产品对质量要求严格，移动电话厂商和产品型号繁多，要提供一种优质、低成本的解决方案绝非易事。现有的高质量方案对于普通消费者往往过于昂贵。回声消除和降噪技术是高端免持车载套件的核心功能，现在已不再是什么奢侈享受。

车内的恶劣环境，如高温，可能影响声音质量。电、风和其他噪声比比皆是，强度忽高忽低，很容易使麦克风处于饱和状态。设备还要经受高强度的机械振动和冲击。我们需要复杂的信号处理、坚实的设计和严格的测试来保证设备稳定地工作，而消费者要付出高昂地代价来获得这些好处。

除了免持这样的基本需求之外，在一个模块中还可以提供诸如无线音频流（MP3、WMA、AAC）、CAN、GPS、GSM、WiFi、WiMAX、UWB、海量存储、高清视频等，使免持车载套件成为车内的信息娱乐和远程通信平台。几种驾驶情形尤其需要高质量的免持车载套件。

免持移动电话呼叫

免持车载套件从车内立体声音响播放来电，由麦克风拾取司机的话音。如果司机有蓝牙音频设备，还可以用车内音响播放音乐。有来电时，音乐的音量会自动降低并暂停，因为铃声也是通过车载扬声器播放。一旦通话完成，音乐又会重新开始，音量自动恢复。

如果司机在车窗敞开时接电话，使用高质量免持车载套件会令声音异常清晰，因为它采用了先进的降噪和回声消除软件。电话的另一方也不会听到风噪、车外的声音或车轮碾过粗糙路面产生的路噪。司机不会听得回声，即使音量调得很高、环境噪声很大。

其他功能

存储在手机中的电话号码会自动更新到免持车载套件上。任何信息变更都会自动同步。

司机可以用具有UWB功能的笔记本电脑下载电影、歌曲和游戏，然后把所有的东西在几分钟内通过UWB传输到免持车载套件的存储器中。可以在高清LCD屏幕上看电影，也可以用蓝牙HID键盘通过GSM/GPRS/WiMAX链接上网。快速无线端口可用作免持车载套件平台的固件升级。

优质免持车载套件应该提供具有语音提示、地图显示和文本指示的GPS导航系统，司机仅通过语音发出命令。该系统通过因特网连接到中央服务器，自动从那里提取必要的导航更新信息。导航系统还可以和本地交通广播台联系，并推荐最好的行车路线。

车辆诊断和远程通信

车上各个部位的微控制器支持各种诊断功能，通常是通过CAN总线与车辆中心处理器进行通信。免持车载套件也可以与该处理器连接，不停地监视车辆地健康状况。

车辆出现的任何异常都会引发警告，服务中心通过GSM得到提示。当车辆开到修车厂时，服务中心已经得到了所有信息，可立即对车辆进行维护。

基于DSP的免持车载系统

带有高质量蓝牙软件、支持同时的音频和数据流的基于DSP的系统可满足上述所有的驾驶情形。例如，德州仪器的免持车载套件参考设计采用为音频优化的TMS320C 54HFK DSP，能以低功耗、低成本提供高性能。

该参考设计包括完整的硬件方案、Gerber files、软件驱动、程序库、API、应用程序源代码实例、项目文件和随时可用的二进制编码。硬件则为测试和生产而特别设计。

基本的设计支持基于蓝牙的免持操作和高保真音频播放，如图2所示。电话簿同步、声音识别、音频流、视频播放、GPS导航、因特网连接、存储管理和车辆诊断功能可增添到免持车载套件中以满足特定需求。有接口可连接到车内的音频系统。

图2 免持车载套件架构支持免持操作和高保真流音频

C-Blue Adamya计算技术公司的BQB 1.2认证的蓝牙协议栈具有最小的协议处理量和零复制结构。用于音频流的SBC解码器和用于语音处理的DSP算法都经过优化，仅占用很少的CPU周期。

设备驱动大量使用DMA，把DSP从移动数据的工作中解放出来。只有当前操作所需的那部分电路才处于工作状态，因而降低了功耗。

处理器总线的几个抽头悬空，便于系统扩展。该电路板亦可当作一个灵活的免持开发套件使用；JTAG debug端口从一个方便的抽头引出。

C-BlueProf是另外的软件包，它提供耳机和免持数据、音频流和控制数据、设备的各种外设的驱动程序，以及把用户界面与协议及平台整合起来的应用程序，如图3所示。回声消除和降噪算法由Acoustic Technologies公司提供。协议栈支持EDR（增强数据速率），非常紧凑、小巧，并通过了在各种蓝牙应用场合的最苛刻的长期测试。