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　　概要

　　經(jīng)過過去幾十年的技術(shù)競賽，汽車系統(tǒng)在引擎控制，自動防鎖等的功能上已獲得很大的改進(jìn)。

　　所有的汽車都在滿足駕駛者體驗感受、符合政府標(biāo)準(zhǔn)和削減生產(chǎn)成本等方面不斷進(jìn)行增值改進(jìn)，以使其能夠在炙熱競爭中脫穎而出。而進(jìn)一步的技術(shù)發(fā)展將會集中在將不同系統(tǒng)的信息綜合，從而使每一個系統(tǒng)都可利用其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或外來信息來改善效能表現(xiàn)。例如，假如全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）追蹤到汽車是在美國丹佛海拔1600米處，那引擎控制系統(tǒng)就會相應(yīng)自動減少燃油的注入，設(shè)有自選調(diào)度功能的氣袋系統(tǒng)就可以減少壓力水平。

　　可是，汽車系統(tǒng)至今仍然是最耗費能源，牽涉龐大維修及保養(yǎng)成本的產(chǎn)品。當(dāng)然，業(yè)界可通過更佳設(shè)計來改善動力系統(tǒng)的可靠性或車身的空氣動力設(shè)計，不過這些改進(jìn)都可能被其他系統(tǒng)的失常行為催毀。當(dāng)然，這里所講的其他系統(tǒng)就是駕駛者本身。故此，未來的改進(jìn)都會集中在改善駕駛者本身的行為上，而方法就是將車內(nèi)外的信息結(jié)合，并為他們提供一個容易使用的用戶界面。

　　例如，如果信息系統(tǒng)可告知駕駛者嬰兒食品或咖啡缺貨，那他便無需到超級市場白走一趟，避免浪費氣油和時間。此外，系統(tǒng)亦可以警惕駕車者更換損壞的引擎。綜合這些信息所帶來的優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)面世，而這種人車界面革命的基礎(chǔ)技術(shù)就是網(wǎng)關(guān)處理器，它可為有線及無線網(wǎng)絡(luò)提供一個中央存取點。通過采用標(biāo)準(zhǔn)的硬件界面和通信協(xié)定，建立適合不同應(yīng)用的技術(shù)平臺，將現(xiàn)存于汽車和無線電話網(wǎng)絡(luò)中的潛能完全發(fā)揮出來。

　　汽車遠(yuǎn)程信息服務(wù)系統(tǒng)裝置的發(fā)展趨勢

　　適用于新型遠(yuǎn)程信息服務(wù)應(yīng)用的三種技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，并可在汽車設(shè)計中作為獨立的解決方案。

　　免提汽車裝置- 關(guān)注駕駛時打電話的安全性，刺激了汽車電話免提裝置的開發(fā)。這種免提裝置配合安裝在車上的擴(kuò)音器和揚聲器，通過藍(lán)牙短程無線電波來接入手機(jī)。這種免提裝置可以控制外來的手提電話并通過它連接上蜂窩網(wǎng)絡(luò)，同時取代了其它的功能，包括聲音輸入/輸出、撥號和掛線控制。此外，部分的功能已經(jīng)出現(xiàn)了高質(zhì)量的應(yīng)用解決方案，這些方案包括需要借助數(shù)字信號處理器（DSP）的語音辨識和回音消除等。

　　GSM模塊- 更先進(jìn)的設(shè)計是安裝在車上的GSM模塊，可以接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)手機(jī)處于充電狀態(tài)時，汽車的電源系統(tǒng)可以為蜂窩無線電接收器供電。此外，安裝在車上的天線比起手機(jī)天線更穩(wěn)定。而且，手機(jī)天線的接收常受金屬機(jī)身的影響，所以車上天線的接收都更穩(wěn)定，并不容易出現(xiàn)斷線。另外，GSM模塊亦可經(jīng)過配置與藍(lán)牙耳機(jī)或車上擴(kuò)音器和揚聲器一起直接運作。不過，GSM模塊還是需耍一個機(jī)制來辨識用戶對蜂窩網(wǎng)絡(luò)的身份。這個問題其實可通過提供一個獨立的SIM卡和用戶帳號來解決。可是現(xiàn)在的藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)擁有了一個可從手機(jī)提取SIM卡數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)存取方法，所以GSM模塊能間接確認(rèn)到手機(jī)用戶的身份。

　　車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)-通過一個控制器局域網(wǎng)（CAN）雙線差分對取代電線束，電氣布線的成本可以大幅下降。一般而言，車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中都有幾個CAN網(wǎng)絡(luò)：低速網(wǎng)絡(luò)專供諸如門鎖和車尾燈等服務(wù)器件所使用，從而減少布線;高速網(wǎng)絡(luò)專供動力控制等重要的高性能功能使用。現(xiàn)在的寶馬七系汽車推行三個CAN網(wǎng)絡(luò)，其中的CAN動力網(wǎng)絡(luò)和CAN車身網(wǎng)絡(luò)連接到中央門戶模塊，而中央門戶模塊就連接到Byteflight star網(wǎng)絡(luò)。Byteflight star耦合器是一個安全關(guān)鍵控制和信息模塊。至于第三個網(wǎng)絡(luò)則將汽車存取系統(tǒng)（CAS）連接到車門控制單元和座位控制器（最多可支援11個單元）上。CAS也可提供一個界面連接到CAN車身網(wǎng)絡(luò)，它一共可包含多至20個節(jié)點。

　　汽車遠(yuǎn)程信息服務(wù)裝置的基礎(chǔ)是網(wǎng)關(guān)處理器，它可以為車上所有不同的有線和無線網(wǎng)絡(luò)提供透明存取。一個網(wǎng)關(guān)處理器，它可處理汽車有線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)和免提汽車裝置等功能。

　　由于各類網(wǎng)絡(luò)有不同程度的可靠性和頻寬，所以未來的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)也會有若干種。現(xiàn)在已經(jīng)有一系列新涌現(xiàn)的汽車網(wǎng)絡(luò)可以支持不斷發(fā)展的汽車電子架構(gòu)。例如，現(xiàn)今汽車中的多媒體設(shè)備，CD/DVD播放機(jī)和數(shù)字電視等都需配合一些大頻寬的網(wǎng)絡(luò)，其他的應(yīng)用可能需要無線網(wǎng)絡(luò)或者有其他的特別要求。未來的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)有可能包括：

　　藍(lán)牙微微網(wǎng)- 中頻寬的無線網(wǎng)絡(luò)，已在手提電話和手提電腦中實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

　　低頻寬射頻網(wǎng)絡(luò)- 低開銷的無線網(wǎng)絡(luò)，針對簡單的傳感器和控制應(yīng)用，諸如胎壓傳感器和門鎖等。

　　CAN網(wǎng)絡(luò)- 中頻寬的高可靠有線網(wǎng)絡(luò)，已在汽車工業(yè)中實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

　　聲頻/視頻網(wǎng)絡(luò)- 高頻寬的有線網(wǎng)絡(luò)，專供娛樂媒體使用。在該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中已經(jīng)有多個通信協(xié)定在競爭，包括本區(qū)數(shù)據(jù)總線（D2B）、FireWire （IEEE 1394）、媒體導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸（MOST）和移動媒體鏈（MML）。

　　低開銷網(wǎng)絡(luò)- UART基礎(chǔ)有線網(wǎng)絡(luò)（LIN），比如電路、SPI和微線（Microwire）等的片到片總線，專門支援連接到按鍵、顯示器和傳感器的低成本界面。

　　下一個大契機(jī)：移動數(shù)據(jù)庫存取

　　當(dāng)汽車可以通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)來存取全球的數(shù)據(jù)庫時，就會引發(fā)出無窮的新應(yīng)用。成功的方案將會把不同來源的信息結(jié)合在一起，并且過濾不需要的內(nèi)容，提供一個可迅速做出決定的高效用戶界面。這些信息源包括多個的公眾、私人和個人的數(shù)據(jù)庫。

　　全球數(shù)據(jù)庫可包括：

　　聲音留言及電子郵件- 連接互聯(lián)網(wǎng)和手提電話服務(wù);

　　交通/天氣/導(dǎo)航- 由政府機(jī)構(gòu)發(fā)出的信息更新和建議、收費訂戶服務(wù)等;

　　軟件更新- 制造商除蟲服務(wù)、指定部份引擎性能優(yōu)化;

　　個人數(shù)據(jù)庫- 日常用品的購物清單，例如衛(wèi)生紙和狗糧等。此外，也可滿足個人的用戶偏好，例如座椅位置、收音機(jī)電臺和汽車處理特性等。

　　有效的用戶界面把這些信息按照上文下理綜合在一起。例如，通用汽車（GM）的附屬公司OnStar最近宣布推出Onstar汽車自檢系統(tǒng)，它可以自動執(zhí)行數(shù)以百計的檢查，包括動力、防鎖制動和其他的系統(tǒng)等，并以電子郵件的方式通知用戶。由于在導(dǎo)航顯示器上鋪陳這些信息并不困難，所以當(dāng)消費者正在駕車時，系統(tǒng)會顯示這些服務(wù)中心的位置。

　　由于這些顯示數(shù)據(jù)將成為影響汽車購買的主要因素，所以它們可吸引一些特定產(chǎn)品或上游的經(jīng)銷商，是一個純粹的消費者驅(qū)動型市場模式，可提供所需產(chǎn)品的價格比較和貨存量;但市場驅(qū)動型的模式可能會隱瞞這些信息，或加上一些可影響行程計劃的額外包裝信息。但現(xiàn)在還缺乏應(yīng)用支援標(biāo)準(zhǔn)來支持上述兩種市場模式。也就是說，沒有一個標(biāo)準(zhǔn)的方法可查出在Y店內(nèi)附有UPC X碼的物品的售價。

　　診斷系統(tǒng)可通過網(wǎng)關(guān)處理器接入車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。分層協(xié)定和HTML等編程語言可為網(wǎng)頁瀏覽器、網(wǎng)頁服務(wù)器和其他應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)的界面。

　　在這個設(shè)計中，診斷系統(tǒng)會通過一個網(wǎng)頁瀏覽器觀察網(wǎng)關(guān)處理器上運行的服務(wù)器展現(xiàn)出來的信息。通過在網(wǎng)關(guān)中安置一個服務(wù)器，汽車制造商便可提供一個無需任何汽車專用軟件支援的診斷界面。此外，該網(wǎng)關(guān)還可以用來建立車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的防火墻，防止有黑客通過使用這些診斷設(shè)施來干擾汽車的運作或影響保安。每一個CAN節(jié)點中的高級驅(qū)動器會推行一個應(yīng)用指定的協(xié)議，用來對來自服務(wù)器的要求做出反應(yīng)。該驅(qū)動器負(fù)責(zé)分析和解碼協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），并產(chǎn)生所需的局部任務(wù)來迎合PDU所要求的動作。一旦局部任務(wù)完成后，由該任務(wù)所生成的結(jié)果便會被格式化，并經(jīng)CAN總線傳送回服務(wù)器。

　　動態(tài)節(jié)點配置（DNS）服務(wù)器維持著一連串的有效節(jié)點。當(dāng)一個節(jié)點被加到CAN網(wǎng)絡(luò)時（這可以是“熱”或 “冷”），它便會立刻把配置的要求發(fā)布到在網(wǎng)關(guān)上運行的DNC服務(wù)器，而大部分電腦所采用的動態(tài)主控配置協(xié)議（DHCP）會通過模型化而自動獲得網(wǎng)絡(luò)配置，之后一個類似（簡化了的）的協(xié)議便會被推行以容許CAN節(jié)點獲取某些所需的網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)。采用這種機(jī)制，節(jié)點便可以以某一個方式，如電腦中的即插即用（plug-and-play）形式，隨時添加或從CAN上刪除。CAN節(jié)點利用DNS要求來公布其隨機(jī)生成的節(jié)點身份（ID） - 用作名稱或CAN網(wǎng)絡(luò)上“地址”的化名，這樣就不會與基于信息的過濾以及其他在CAN網(wǎng)絡(luò)上使用的ID混淆）。

　　當(dāng)網(wǎng)關(guān)的DNS服務(wù)器接收到一個DNS要求時，它首先會檢查該節(jié)點所要求的ID是否有效，以及它有沒有與現(xiàn)時網(wǎng)絡(luò)上的ID有沖突，之后服務(wù)器會檢查是否有足夠的存儲空間去把該節(jié)點的配置表加到其有效節(jié)點的清單上。最后，假如一切妥當(dāng)?shù)脑挘?DNC服務(wù)器便會確認(rèn)該要求并為該節(jié)點指派一個特定的號碼作為其生效時的名稱。該節(jié)點的身份ID亦會被加入到服務(wù)器的有效節(jié)點清單上。所有其后指向該節(jié)點的通信便將使用這個經(jīng)協(xié)議的ID。假如所要求的ID失效時，網(wǎng)關(guān)便會拒絕該要求，并促使該節(jié)點要求另一個ID，直至該ID被接受為止。

　　網(wǎng)關(guān)處理器可視作一個CAN網(wǎng)絡(luò)的主控，因為CAN節(jié)點本身不會運行協(xié)定堆迭。當(dāng)一個網(wǎng)頁瀏覽器需要存取一個CAN節(jié)點時，它便會與網(wǎng)站服務(wù)器溝通，而網(wǎng)站服務(wù)器會翻譯瀏覽器所要求的動作并在CAN網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生通信以實現(xiàn)所需的動作。另外，網(wǎng)關(guān)還可作為其他的主控，包括外部模擬和數(shù)字輸入/輸出，以及連接到低成本的片到片網(wǎng)絡(luò)的外置外圍設(shè)備。