车载信息系统平台发展

Telematics是一个由通信和信息科学组成的合成词，通常称为车载远程信息处理。它综合了汽车制造和IT技术，包括计算机、移动通信、数字广播等；同时，又依托于ITS的"3S"，从而迅速发展成为融合技术与服务的新业务。Telematics通过无线信道连接车载终端机与服务中心，以构成提供信息服务的通信链路。通过安装于车内的终端系统，分析汽车内与车外发生的各种状况，收集驾驶和行车所必需的各种信息，同时执行一系列的必要控制，为驾驶员和乘客提供方便、安全和娱乐。

　　Telamatics的技术特征充分表现了现代科技的大融合。它应用5种主要技术：卫星定位技术（GPS）；无线接入技术；蜂窝通信技术（2G/3G）；专用短程通信的窄带网络技术（DSRC）；数字广播和多媒体广播技术（DMB），融合成为4类主要功能：

　　（1）基于卫星定位技术（GPS+GIS）的地面导航。根据道路状态引导车辆以最佳路线抵达目的地。

　　（2）基于ITS数字广播（GPS+GIS+LBS+CDMB）的智能交通。典型应用为对路面实时状况的领航。它不同于以地理信息为基础的导航，而是在导航的基础上，以路面上发生的实时位置信息（Location Based Services，LBS），引导车辆不仅选择最佳地理路由，而且选择所需时间最短的优化路由。通过ITS信息中心发布的路面状况实时多媒体信息，以广播形式传送语音、分析和测算处理的结果，以数据形式将遥感测量的地理数据合成为引导实时驾驶的领航图，及时提醒驾驶员避开交通堵塞或突发事件的路段，给出最佳修改行车路线，以最短时间到达目的地。

　　（3）基于无线移动通信技术（2 G/3G+DSRC+WLAN）的远程信息服务。一方面以WLAN形式构建车内的微微网，以通用的信息平台实现网络化通信和信息服务，这与手机通信和无线上网的功能基本一致；另一方面以RFID沟通标签与读取器，再以DSRC互联服务中心，以信息平台方式，既将ECU收集的发动机温度、尾气、轮胎、汽油及行车状况等的汽车信息送到服务中心的维修站，以实现远程车辆故障诊断和求助；将过路的计费信息和服务的费用信息送到服务中心的结算站，服务中心可据此分析和判断车辆有无故障、有无可能出现的失控、失盗等紧急情况，既能及时告知驾驶员，又能指令汽车减速、停止运行或无法启动。同时，准确记账并自动收费。

　　（4）基于数字广播技术（CDMB-T/CMMB+ITS）的车载文化娱乐。它不仅要在车上显示电视节目、路面状况、MTV、电子游戏等，还要显示和管理个人节目信息资源（数据广播），并随时经广播宽带下载地理、地貌、地图等信息，还能显示如E-Mail接收的互联网信息。

　　Telematics装置通常是一种嵌入式系统，它在软、硬件系统架构设计上与普通嵌入式系统并没有差异。在PC产业里，运算平台的选择，也就是处理器及其相关参考设计的选择，是相当有限的，不外乎Intel或是AMD的那几种，然而嵌入式系统的硬件却需要面对各式各样不同的需求。正确的选型及架构设计必须能符合客户及产品需求，这是一件相当重要的事情。目前比较流行的一种基于嵌入式技术的Telematics系统设计，其硬件系统采用了高效、灵活的ARM+FPGA构架，其中ARM（Advanced RISC Machine）是一种高性能的32位精简指令运算集微处理器，主要完成外部数据采集、整理、分析、存储等功能，FPGA（Field?Programmable?Gate?Array）即现场可编程门阵列，主要用于用户界面的显示。这种硬件架构一个比较典型的应用实例就是赛灵思与微软汽车业务部推出的智能车载信息平台，它又被称为Microsoft Telematics Platform（微软车载信息处理平台），巧妙地通过语音命令结合互联网连接进行通信和控制，是一种用于集成各种移动设备和通过互联网与无线网络传送信息的集线器。

　　微软公司的汽车业务部与赛灵思共同创建了能够以低成本点提供这些优点的硬件平台，从而促进了面向全世界驾驶者的更简单、更可靠且消费得起的解决方案的开发。

　　对任何硬件平台而言，灵活性和伸缩性对架构能否成功获得市场接受都至关重要，无论是基本系统还是高性能的高端车载信息系统。鉴于此，微软开发了一个真正可以定制和伸缩的汽车标准车载信息处理平台。

　　该平台整合了一个基于ARM 9的微控制器，支持32MB闪存/32MB DRAM以上的内存，并包含集成GPS蓝牙和一个GSM电话模块。外部车辆连接包括一个CAN网络接口以及有保护的模拟和数字I/O，用于实现LED驱动和按钮输入等功能。该平台的基本架构如图1所示。

微软利用了FPGA技术的灵活性和高集成度能力。该平台使用了一个Spartan3 XC3S400 FPGA，用于实现多个独立的目的，如GSM电话接口、车辆接口（CAN控制器和K