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中技源亮相2013通信展 塑料光纤助力汽车多媒体
通信产业网|2013-09-24 11:16:26
作者:王亚辉来源:通信产业网

【通信产业网讯】(王亚辉)随着微控制器在汽车控制领域上的广泛应用,汽车电子化程度越来越高。按单位面积算,高级轿车内的多媒体设备远远超过了家庭。欧美日等发达国家为了适应车载通信及娱乐功能方面的社会需求,采用了越来越多的电子装备,并由塑料光纤(POF)构成汽车光网络,以满足不断提升的传输速率要求。塑料光纤车载多媒体系统,可以提供高达400Mbps的带宽,远远高于传统汽车网络。成为汽车制造商和供应商越来越受推崇的一种网络架构。

塑料光纤车载多媒体系统可以通过一条塑料光纤将广播、音响、电视、显示屏、DVD、游戏控制台、MP3、导航系统以及车内办公等所有的设备连接起来,在高速率下,没有电噪声没有干扰,有效地利用一个简单的界面运载选择和控制一个复杂的网络。

目前我国已经成为世界汽车生产大国,但我国生产的各种车辆内部,数据传输使用的介质主要是铜缆,数据传输速度一旦超过500Kbps,其EMC问题将成为设计的主要障碍。在汽车中使用塑料光纤,可以彻底解决高速传输时的电磁干扰问题,并且轻量化。

根据GIA(Global Industry Analysts)的调查报告统计数字显示,2009年全球商业车载信息系统将跨越74亿美元规模,年复合增长率为20%。塑料光纤车载多媒体系统在我国的研发及应用,将大大提高我国汽车电子科技水平,不仅能够满足新的市场需求,同时也是汽车电子行业与塑料光纤行业新的利润增长点。

调查发现,整个汽车车载信息服务市场2008年的销售收入达到37亿美元,预计2009年的销售收入将达到45亿美元。由于交通阻塞,欧洲人平均每年花费在汽车中的时间达275小时。这种状况在中国没有太大的区别。中国的交通拥挤状况正在增长。因此,人们日常需要的通信、获取信息、娱乐和舒适等功能都将逐渐地在汽车内完成。汽车多媒体网络协议有:MOST,IDB-1394,数字数据总线(D2B)。

MOST标准

媒体定向系统传输(Media Oriented System Transport)简称MOST标准,是由BMW,Daimler Chrysler,Harman/Becker和OASIS Silicon Systems在1998年建立的,MOST技术针对塑料光纤传输介质而优化,采用环形拓扑结构,在器件层提供高度可靠性和可扩展性。

当前MOST主要连接车内多媒体系统,其中包括3G电话、多媒体播放器、多功能显示器、GPS导航系统、笔记本电脑、摄影机、安全系统等,几乎涵盖所有车内多媒体应用。未来MOST技术还将连接车辆能源分配、安全监控与防盗系统等。实现MOST节点的主要部分包括光电接口,即发射器模块和接收器模块。2008年使用MOST标准的有58个车型,光收发模块接近2000万对,在欧洲已经成为事实上的车载多媒体行业标准,使用塑料光纤连接全球48%汽车多媒体设备。

MOST技术的代表性的支持业者有:汽车制造商:主要有德国的BMW(宝马)、美国的戴姆勒克莱斯勒(DaimlerChrysler,简称DC,今日已归属于德国BENZ朋驰集团之下)、美国的福特(Ford)、美国的通用汽车(GeneralMotors;GM)等。

车用电子供货商:德国的Bosch(博世)、美国的Delco(GM通用汽车旗下的所属部门)、日本的Denso(TOYOTA丰田汽车旗下的所属部门)、德国的Infineon(英飞凌)等。

车用影音设备制造商:包括英国苏格兰的LinnProducts(精密音响设计公司)、美国的Motorola摩托罗拉、荷兰的Philips飞利浦、日本的Sony新力索尼等。

虽然欧洲与美国汽车市场规模较为庞大,但近来MOST已成功打入日本与韩国汽车市场,MOST组织成员史恩希公司也正在台湾大力推广MOST芯片方案,针对中档汽车供应可支持三项装置连结的芯片方案,而高档汽车则可采用支持七项装置连结的方案。

塑料光纤收发器是汽车多媒体系统中的重要部分,汽车塑料光纤用器件包括光纤收发器(FOT)和连接器。对收发器的要求有:设计紧凑、容易操作、低成本和高可靠性。Daimler-Benz公司1998年开始在其Mercedes S系列的车型中使用塑料光纤,标准为D2B,由Tyco公司供应POF组件(FOT和连接器)。FOT的制造公司主要有爱尔兰Firecomms,德国Infineon,美国Agilest,加拿大Mitel,日本的Hamamatsu、Toshiba公司。连接器的制造公司主要有Molex,Tyco,FCI,Delphi,FiberFin,Sumitomo公司。日本一些著名的汽车线束制造商也推出了汽车塑料光纤系统用的连接器,如矢崎(Yazaki)公司和古河(Furukawa)公司都已经在生产符合MOST标准的POF连接器系列产品。连接器有integrated 2+X,flexible 2+X,4+40等多种类型。

接口控制器

收发器模块的另外一个方面,MOST结点的基本件是网络控制器IC,它来自现在已属于SMSC成员的Oasis Silicon Systems公司。Oasis公司提供OS 8104,这款芯片集成了网络接口、数据路由引擎、主控与管理接口,以及整套软件和相应的开发工具。81050则增加了较高层次的智能以提升MOST功能,而8805则是一款系统级的集成器件,它包括ADC和DAC,用于音频信号流的直接输入和输出。

主要的微处理器与DSP供应商也日益增加对该总线的支持。Analog Devices公司用自己的为汽车视频显示与免提手机连接而配置的Blackfin DSP,通过MOST提供与汽车网络的连接功能。德州仪器公司宣布的一款针对汽车信息娱乐产品而优化的OMAP处理器。德州仪器公司从SMSC获得许可,集成了MediaLB总线,即片上和片间的通信总线,它可以传输局部去复用的MOST网络数据。德州仪器公司称,这种永不过时的设计可以用于今后任何MOST升级。片上的数字音频路由引擎(DSP内核与MediaLB接口)可在音频端口间处理和引导音频数据,德州仪器公司称这一引擎相当于100 MHz DSP带宽。

我国在汽车电子系统方面仍然采用传统的铜缆,中高级轿车的发展因此受到制约。目前国内尚未有自己品牌的汽车使用塑料光纤车载系统,与中国一汽合资的奥迪轿车使用的塑料光纤车载系统是由德国公司提供,研制生产与中国无关。在奥迪中国4S店,一套维修工具包(由10米塑料光纤、一把切割刀和相应的连接件组成),售价高达1.7万元人民币。

塑料光纤车载多媒体系统要解决的关键技术包括:汽车塑料光纤生产工艺、塑料光纤收发器、塑料光纤系统设备和测试设备、协议和标准。系统集成涉及高分子材料和塑料加工、光缆制造、光通讯与网络技术、精密测量、协议与标准等多学科,需要引进、吸收消化、再创新。

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责任编辑:婉蓉

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