汽車行業的制造商正面臨著挑戰。消費者永遠期望他們的汽車具有最新的音頻和多媒體系統，以及與MP3播放器等便攜式設備連接的接口。

由于消費類電子行業的發展速度比傳統汽車行業快，因此汽車制造商和一級供應商必須保持與時俱進。

由于媒體格式和通信標準在不斷地變化，因此軟件的靈活性對于汽車應用非常重要。這意味著通用處理器通常就是上好的選擇，因為它們允許簡單的低成本和高效率變化以適應汽車多媒體系統。

制造商希望自己的汽車在競爭廠商中脫穎而出，車載多媒體系統可為他們提供頗有價值的方案。本文將講述奧迪（Audi）公司最新A5汽車中的多媒體方案，并且討論汽車多媒體的相關標準和問題。

最新奧迪汽車系統中的奧迪A5是現代車載多媒體系統的一個典型實例。它集成了四顆Blackfin處理器，從而可以提供數字射頻收發器〔數字音頻廣播（DAB）〕、與MP3兼容的6碟CD自動換片裝置和奧迪公司的音樂接口，這種接口允許用戶與Apple iPod媒體播放器連接并且可以使用安裝在方向盤上的多功能控制。它可選的附件是Bang & Olufsen（簡稱B&O）公司提供的環繞聲放大器，該放大器基于SHARC處理器，可完成濾波器算法，使音頻信號能夠適應汽車內部的音響環境。

汽車總線標準和其它難題

從嵌入式系統的角度來看，汽車與其它應用的主要不同點之一是所使用的總線標準。通常，汽車的通信使用控制器局域網（CAN）總線或面向媒體系統傳輸（MOST）總線。CAN總線主要用作控制接口；它的帶寬大約是1Mbit/s，因此不適合用于多媒體數據傳輸。MOST總線用于傳輸帶寬高達25Mbit/s的數字格式（原始PCM數據）的多媒體數據。通常采用軟件實現所需的MOST和CAN網絡服務，使用實時操作系統（RTOS）確保滿足實時要求。

多媒體系統必須支持標準的通信協議，例如USB OTG標準、SDIO標準和藍牙標準，它還必須支持滿足專用協議要求的流行設備，例如Apple iPod播放器和微軟（Microsoft）公司的Zune播放器。USB存儲器和許多不同的多媒體設備都可以作為USB主機與系統連接，個人電腦（PC）也可以作為USB設備連接到系統。通常，USB和SDIO標準的軟件設備以及各自的文件系統都是操作系統必不可少的部分。

多媒體網關和汽車音響本體

為了支持汽車多媒體應用，嵌入式系統的主要任務（稱為“多媒體網關”）是適配并且轉換專用和標準的通信協議，例如藍牙協議、USB協議以及數字音頻格式的解碼。多媒體網關使用對軟件升級開放的定制的可編程處理器，因此可以加快開發，并且可使汽車制造商能夠對消費類電子市場的快速變化做出合適的響應。

迄今為止，多媒體網關一直是汽車的唯一解決方案。新一代汽車音響本體（又稱音源，head unit）將集成在儀表板內的人機接口（HMI）和網關的多媒體功能結合在一起。汽車音響本體也可能集成通信和導航等其它功能。它要求的集成度遠遠高于網關，因此延長了開發時間，但降低了成本并且提高了效率。

汽車音響本體的軟件和硬件要求高于多媒體網關，因為其處理器必須實現HMI和網關的常見功能，如果有必要還需支持數字射頻收發標準。HMI通常由獨立的處理器實現，它具有與汽車內顯示器直接連接的接口，并且可能包括語音識別和文本語音輸出。Blackfin BF549等功能強大的處理器可以完成所需的功能，并且提供一個可擴展的平臺。

在最新的奧迪A5中，使用時鐘速度高達 533MHz的Black fin ADSP-BF539處理器的并行外圍設備接口(PPI)，來控制“ 交響樂”和“音樂會”射頻收發設備的多媒體接口(MMI)圖形顯示器。使用先進的設計圖形用戶接口的軟件工具研發MMI，該工具允許用戶生成HMI用戶接口的原型，并且仿真其它的定制版本。

圖1 多媒體網關提供音頻設備和汽車電子設備之間的隔離
儀表板下方問題

Blackfin處理器可以為奧迪汽車提供它所需的性能以及連通性和現場升級的靈活性。其它的處理器體系結構也可以作為考慮，但選用Blackfin處理器是因為它可以提供音頻處理、DAB處理以及奧迪的車載娛樂信息系統內MMI控制所需的性能、可測量性和可擴展性。它也能夠支持基礎設施，以便快速、低風險的開發。ADI公司的高端音頻系統經驗也有助于影響決策，因為提供了多種特定行業的第三方知識產權（IP）的保護。

ADSP-BF532處理器提供了可選的數字音頻廣播（DAB）功能。奧迪公司的交響樂和音樂會DAB射頻收發設備是一種軟件定義無線電（SDR）方案，并且允許奧迪公司使用最新軟件實現新的射頻收發協議。今后的升級僅需要將新IP的軟件閃存下載到處理器的可編程硬件中。

另外一顆與MOST總線連接的Blackfin處理器可以驅動與MP3兼容的6碟CD自動換片裝置。該處理器使用軟件實現MOST網絡服務。

另一顆Blackfin處理器可以驅動奧迪A5汽車的音樂接口，該接口集成了Apple iPod等便攜式媒體播放器，可在儀表板顯示器上顯示或者通過方向盤控制。該接口也可以復制iPod播放器顯示屏上的音頻顯示，例如音樂標題。

對于上述應用，400MHz的處理器具有合適的性價比。處理器能夠完成控制和信號處理，這也意味著它必須完成音頻處理和外部設備的管理。

Blackfin多媒體處理器的內部結構如圖2所示。連通性通過許多串行接口（3個SPI、4個UART、4個SPORTS和2個TWI）以及一個USB-OTG接口、一個ATAPI接口和一個SDIO接口提供。此外，它具有三個并行接口用于驅動顯示屏、數碼相機和另外一顆用于導航服務的處理器。兩個CAN接口和一個MXVR接口可提供處理器與汽車內部總線之間的連接。

圖2 Blackfin BF549處理器的框圖
汽車多媒體應用需要功能強大的處理器。BF549 Blackfin處理器的內部為32bit體系結構并且具有快速的雙倍數據速率（DDR）存儲器接口，它能夠處理分辨率為WVGA（800×480）的視頻數據。這意味著它可以控制要求嚴格的情況，例如處理同步的音頻文件，并同時完成MOST網絡服務和藍牙通信。

奧迪A5項目所有設計團隊的開發商都使用了ADI公司的VisualDSP++集成開發和調試環境（IDDE）。該環境包括原生的C/C++編譯器、高級繪圖工具、統計監測器和VisualDSP++內核（VDK），該內核允許以結構化的簡單方式編寫代碼。

DRM問題

購買的任何音頻可能都包含受數字版權管理(DRM)保護的文件。為了能夠重新播放數字音頻，解碼器必須支持相應的DRM格式。解碼微軟公司的DRM(PlayforSure)需要DRM認證，該認證必須永久地保存在網關。存儲DRM認證提出了一個特殊問題，因為適當地保護DRM免受非法訪問非常重要。