雖然目前已有許多種車用電子的傳控接口,如LIN Bus、CAN Bus、FlexRay等,但這些傳控接口的傳輸速率表現,都無法滿足車用多媒體信息的運載傳輸之需,其中LIN Bus只有20kbps,CAN Bus只有1Mbps,FlexRay一般而言也只有10Mbps,雙線并用才能達20Mbps,這些都不足以用來傳遞實時性的多媒體信息。 然而,隨著車內娛樂系統的發展、傳控技術的精進(如:倒車后方視訊畫面),車用電子愈來愈需要使用多媒體式傳輸,最適合此方面的傳輸接口就屬MOST(Media Oriented Systems Transport,媒體導向系統運送),其次才是今日盛行的藍牙(Bluetooth)。不過,Bluetooth絕對無法全然取代MOST在車用多媒體傳輸的地位。 首先,MOST是實線傳輸,而且是光纖線路傳輸,而且可以是塑料光纖(比較省成本),使用光纖可以讓信息傳量加大,未來的傳輸提升潛力也較高,同時也較能堅穩傳輸(因為沒有接地回路,也不受電磁干擾),這些是Bluetooth的無線傳輸所不及的。 其次,Bluetooth的傳輸效能也不足,即便是強化傳輸率(Enhanced Data Rate;EDR)3倍的Bluetooth 2.0也都只有3Mbps,比CAN Bus還低,且Bluetooth在單一個Piconet區網內僅允許8個裝置相互聯系,節點裝置數也明顯不足。 所以,MOST依舊會是車用電子中的最佳多媒體傳控網絡,Bluetooth可以作為備用輔助,可以用來傳遞簡單的音訊(如:語音播報、娛樂音效)或GPS導航信息等,至于更實時性要求、更嚴苛性要求的音視訊傳輸還是需要使用MOST傳控網絡。 有鑒于此,本文將對MOST傳控網絡進行更多的說明與介紹,期望能為有心于車用電子傳控設計者帶來些許助益。 2003年MOST的傳控網絡技術逐步擴展,至少有10種的歐洲量產車采行了MOST技術,包括德國的保時捷、奧迪、朋馳、寶馬,瑞典的富豪、紳寶,意大利的飛雅特、蘭吉雅,法國的雪鐵龍、標致等。 MOST除了核心的主標準規范外,實體接線層面也允許在“電線”與“光纖”間替換運用,此外也有定義支持MOST傳輸的應用型態(Profile),如Tuner調諧器、CD播放機、放大器(也稱:擴大機)等。 一、MOST發展概述 MOST傳控網絡(也可稱:傳控接口)的發展可追溯到1997年,MOST的技術概念來自當時MOST Cooperation公司所發起的一項非正式合作,到了1998年該公司以之前的合作為基礎,結合17家國際級的汽車制造商(Carmaker)與超過50家的關鍵汽車組件供貨商(Key Component Supplier),以共同研發MOST傳控技術。 MOST在制訂上完全合乎ISO/OSI的7層數據通訊協議參考模型,而在網線連接上MOST采行環狀拓樸,不過在更具嚴苛要求的傳控應用上,MOST也允許改采星狀(亦稱放射狀)或雙環狀的連接組態,此外每套MOST傳控網絡允許最多達64個的裝置(節點)連接。 MOST也支持隨插即用(Plug and Play;PnP)機制,如此就可在MOST傳控網絡運作時直接加插裝置或移除裝置,增加擴充、維修及使用等各方面的便利性。 再者,在MOST傳控網中有一個時序主控者(Timing Master)的節點,此節點會持續地將資料訊框送入環狀接線中,等于是在扮演一個資料閘門(The gate for data)的角色。此外,在傳輸的訊框中,其前段的預序(Preamble)部分,或稱封包檔頭(Packet Header)部分將會重復地發送,與休閑中的時序受控者(Timing Slave)保持同步性。 再來,MOST的總數據傳輸率為24.8Mbps,這已是將音視訊的串流資料與封包傳控資料一并列計,在24.8 Mbps的頻寬中還可區隔成60個傳輸信道、15個MPEG-1的視訊編碼信道,這些可由傳控設計者再行組態、規劃與調配。 值得一提的是,MOST在精省成本的努力不僅是在線路材質上,使用塑料光纖的精省法只是其一,傳輸方面也因為采行同步方式而不需要設置“收發緩沖”及進行“取樣率轉換”,如此也一樣有助于成本精省。 MOST分布規模(由于MOST有較重的歐規味道,以致美國車種的采用比例偏少,僅占9%,而歐洲車種采行最多,達58%,亞太車系則介于兩者間,為33%。) 二、MOST機制概述 接著,我們更進一步地說明MOST的傳控細節,老實說MOST的傳輸技術近 似于公眾交換式電話網絡(Public Switched Telephone Network;PSTN),有著數據信道(Data Channel)與控制信道(Control Channel)的設計定義,控制信道即用來設定如何使用與收發數據信道。 一旦設定完成,資料就會持續地從發送處流向接收處,過程中不用再有進一步的封包處理程序,將運作機制如此設計,最適合用于實時性音訊、視訊串流傳輸。 當然,不是所有的信息傳遞都要實時同步,例如Internet上網瀏覽、GPS導航信息等,這些資料的傳遞特性是不定時的短期突增,這類型的傳輸就不需要用上前述的同步機制,而可以使用較不講究時效性的異步收發,事實上MOST傳控網也支持這種傳遞方式,更簡單地說,MOST同時支持與提供時效性、同步的串流傳輸與非時效性、異步的數據傳輸。 在MOST傳控中其實存在著三種型態的傳輸:1.Control控制信息的傳輸;2.Packet非時效性的封包數據傳輸;3.Real-Time Information實時性的串流數據傳輸(即是指:音訊、視訊)。 若再具體說明些,其實同步性的影音傳遞最高允許達24Mbps的傳輸率,而控制傳遞與封包數據傳遞其實都被認定為異步傳遞,異步的傳遞最高可至14.4Mbps頻寬。 既然異步數據傳遞與控制傳遞共擠“異步頻寬”,那么哪一天封包數據傳量暴增時,不就會影響到控制信息的傳量、傳速?關于此其實不用擔心,MOST傳控設計上已經考慮到此點,無論如此都會保留700kbps以上的頻寬給控制用傳遞,有余裕的頻寬才會配撥給資料數據傳遞,而控制性傳輸的部分也被稱為副信道(Sub-Channel)。 MOST傳控技術上的數種特性。包括:1.最多可連接64個節點、2.兩節點間最多可有8個接口接頭接位(連接器)、3.最長可達10公尺、4.最克簡(克難簡樸)的連接型態。 三、MOST的強悍支持者 本文最末,也要來了解一下MOST技術有哪些代表性的支持業者。 首先是車廠(汽車制造商)部分,此方面的支持業者主要有德國的BMW(寶馬)、美國的戴姆勒克萊斯勒(DaimlerChrysler,簡稱DC,今日已歸屬于德國BENZ朋馳集團之下)、美國的福特(Ford)、美國的通用汽車(General Motors;GM)等。 其次是一線(Tier-1)的車用電子供貨商,此方面大體有德國的Bosch(博世)、美國的Delco(GM通用汽車旗下的所屬部門)、日本的Denso(TOYOTA豐田汽車旗下的所屬部門)、德國的Infineon(英飛凌)等。 再來,車用影音設備的制造商也不容忽略,此方面包括英國蘇格蘭的Linn Products(精密音響設計公司)、美國的Motorola摩托羅拉、荷蘭的Philips飛利浦、日本的Sony新力索尼等業者都表態支持MOST技術。 現有的MOST的傳輸率為24.8Mbps,往后MOST將朝50Mbps與150Mbps的更高速化方向努力。圖為目前電線式MOST傳輸的提升構想,運用2組無屏蔽的雙絞線來達到50Mbps的高速傳輸,1組專注于傳送、另1組專注于接收,且接收與發送各有1組被動式模擬濾波器接應,更重要的是此作法不需用上任何新制程。 |