车轮上的数据中心，将高度复杂的车载信息娱乐系统带入未来

作者: 泰克科技

未来，当自动驾驶汽车在高速公路上漫游时，我们可能考虑增加一些新的功能，如增加5G流媒体、混合现实地图、车对车（V2V）游戏和车内零售等等。对这些功能的支持将需要高度复杂的信息娱乐系统，这些系统构成了现代汽车的核心，使司机和乘客在路上保持信息畅通和娱乐。

为了迎接这个未来，汽车生态系统--包括T1/T2供应商、汽车制造商和新进入者，将急于把硬件定义的汽车转变为软件定义的自主运输平台。

什么构成了车载信息娱乐系统？

信息娱乐系统是一个中央监测和控制系统，管理着娱乐、舒适和安全的必要功能。它本质上是一个基于局域网的系统，有各种接口；其中许多接口进行实时处理。见下图1。

图1：IVI系统组件

在这个图中，车辆可能包含一系列供乘客使用的接口，这些接口因功能和制造商而异，例如：

• 娱乐和信息--AM、FM和卫星广播，CD/DVD音频/视频--广播和通过存储媒体，卫星接收技术，无线电数据系统（RDS）；
• 主动降噪系统让座舱更安静；
• 安全系统和GPS（全球定位系统）--导航、远程信息处理、安全（例如：LoJack）；
• 车内连接--与车内的无线设备（即USB、用于音频和手机的蓝牙®，以及用于钥匙的NFC或超宽频）；
• 互联网连接--车内Wi-Fi热点，手机连接（4G/5G）；
• 安全 - ADAS（高级驾驶辅助系统）提醒（包括视频视觉支持、车道控制和事故避免）和行动；
• 视觉传感器--倒车摄像头、倒车警告提醒和仪表盘摄像头，AR（增强现实）抬头显示器覆盖物。

基于局域网各种功能的环境，将需要根据所需的反馈和控制时机来灵活地工作。例如，任何与安全相关的功能，如制动或转向，必须比流媒体音乐或信息传递等娱乐功能具有更强大的无故障实时性能。因此，在车载信息娱乐系统（IVI）中存在各种串行总线和并行总线通信系统，如图2的框图和图3的实施实例所示。

图2：IVI框图

图3：IVI实例实现（来源：MIPI联盟）

如何实现车载信息娱乐系统的设计

为了实现 "车轮上的数据中心 "的愿景，并为所有利益相关者释放数字底盘的价值，汽车设计者将需要采用一个由行业支持的标准环绕的通信架构，如来自IEEE、MIPI（移动行业处理器接口）、USB-IF的标准。串行或并行总线标准确保更好地管理整个生态系统的I/O功能，并能够采用PHY层验证测试策略，以确保设计中的合规性和稳健性能。

像泰克这样的公司为验证车载信息娱乐系统标准的串行通信总线提供了一个可扩展、灵活和强大的测试平台。如下图4所示，泰克示波器的频率带宽能够捕捉到所有汽车串行总线通信的精确PHY层表示。由于具有低噪音和高波形分辨率，不会错过任何信号细节。

图4：使用泰克MSO5B系列对仪表盘上的CAN串行通信总线进行验证

如果寻求对特定串行总线标准的验证，泰克示波器有可选的软件包，可以确认对汽车以太网、USB Type C、DisplayPort和CAN/LIN总线的通过/失败性能。如果信息娱乐系统的设计存在一致性问题，泰克示波器可以使用一套调试和验证工具来分析这些串行总线的协议层性能，从而能够准确地了解不同时期的故障来源和事件原因。

若您喜欢阅读这篇博客，并想了解更多关于下一代信息娱乐系统的设计和测试挑战，请查看我们关于确保下一代汽车车载网络的性能和一致性的入门手册。