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在互联网思维大潮下，汽车行业也随之变革加入了互联网元素，称之为互联网汽车。目前成熟且<
/p>
已经量产面市的互联网汽车主要体现在它的车载设备（中控部分的信息娱乐系统）。这种车
载互
联体现主要在几个方面：
TSP(Telematics
Service Providers)
服务、移动网络
(4G
)WIFI
、手机互联。
那么一台互联网汽车里的车载主机到底
有哪些部分呢？
一个典型的车载主机系统常被称作车载信息娱乐系统主要包括
Vehicle
Interface
Processor(VIP)
，
Application
Processor(AP), Telematics Box (T-Box)
三个
部分
(
有的也包括仪表部分
)
，
Figure
1-1
表示这
三个部分框图概要。
Figure 1-1. IVI System
Block
VIP
部分介绍
VIP
是系统车载系统的核心，它负责几个方面：电源管理、网络、启动
Application Processor
、
监
控系统是否稳定运行
(
包括温度监测、电压监测
)
、故障诊断信息、下线检测等。
IVI
系统中的电源管理尤为重要，它控制着
IVI
系统的所有关键模块的供电及根据电源模式改
变工作模式，同时监视正常运
行时的电压状态。
IVI
系统的电源需要依赖整车供电系统，轿
车的供
电电压是
12V
，但车厂要求在
一定的电压范围内所有整车电子器件工作必须稳定，比如
9V-16V
< br>之
间。但极端情况下
(
电池老化
亏电、缺电时接外部电源启动源
)
在启动时电压范围可能会在<
/p>
6V-30V
之间，这时要求对于启动时需要运行的模块的工作电
压范围要达到
6V-30 V
（如：起动机控制、发
动机防盗、
IVI
系统中的
VIP
等）。
车厂定义了整车电源管理规范，并定义在每种电源状态下整车工作行为，在
< br>IVI
系统中
VIP
负
责电源状态管理，需要根据规范和系统要求定义出多种工作模式：正常运行模式、关机模式、临<
/p>
时使用模式、诊断模式、异常模式。在每种工作模式下
VIP
软件会定义出
IVI
对应的运行状态，每<
/p>
种状态会定义出哪些模块是需要正常工作的哪些需要关闭的。其中关机状态并不是整个车载
设备
完全断电，而是车载设备进入了深度休眠模式，在这种模式下的待机电流要符合车厂
的标准
(
比如
小于
1mA
或更小
)
；临时使用模式指
在
ACC ON
状态下，用户打开
IV
I
系统使用，比如听收音机看
电影等。这些模式之间根据各种外
部因素条件进行切换，外部条件包括：
CAN
网络中的电源状态
消息，当钥匙开关转动时向
CAN
网发
送电源状态；用户操作：在正常模式下短按下
power
键关<
/p>
屏，长按表示关机等；电源监测：实时检测电源电压对不同范围的电压做不同处理等等。<
/p>
除此之外
VIP
还负责给
AP
供电
，
AP
的各个模块电源启动顺序有严格的要求，所以一般会使<
/p>
用配套的
Power Manager IC (PMIC)
来支持
AP
的上电，
VIP
只需要给
PMIC
供电和发送
Reset
信号即
可。
车载的网络指的主要是
CAN(Controller
Area Network)
网络
, LIN(Local
Interconnect Network)
。其
中
CAN
已成为汽车动力系统和车身电子系统最主要的应用网络。车厂定义
IVI
系统需要接收处理
哪些
CAN
消息，和需要发送哪些消息到
CAN
网络上。其中接收的消息一些由
VIP
直接
处理，比如
电源状态，唤醒信号，警报音等等，其他的消息由
V
IP
透传给
AP
处理，如获取车身
ECU
的状态
信息：车门车窗状态，大灯状
态，车速、发动机转速、各种传感器信号，空调状态等等；另外
IVI
< br>系统也需要发送控制及状态信号到
CAN
网络，实现信息
同步及车身单元控制，比如空调控制、时
间同步、车门车窗控制等等。
< br>
IVI
系统需要支持诊断功能，当从
CAN
网络接收到诊断请求后，上报诊断码。一般在
IVI
系统
中需要按照车厂的要求在固定周期时间
内监测模块状态，如：显示、摄像头、
USB
、电源、收音
机、天线、功放
Speaker
等的状态。
有些模块需要由
VIP
检测并生成诊断码，如电源模块。其他<
/p>
的模块由
AP
检测，并周期性地把诊断结
果上报给
VIP
模块，
VIP
统一把诊断信息保存在内部存储
上。当收到诊断请求后把诊断码发送到<
/p>
CAN
网络，由诊断仪接收处理。
AP
部分介绍
AP
在
IVI
系统中主要负责娱乐系统部分
、车身部分功能控制、车身信息显示、行车安全监控
等。在
Fi
gure1-1
中
AP
相关部分描述了
大部分的功能模块。
Audio
模块是
IVI
中最为复杂，它和许多模块都有直接
或间接的联系；最容易出错，调试周期
长的模块之一。
Figu
re 1-3
表示
Audio
子系统
。
Audio
子系统从软件实现的角度分为五个部分：
DSP
控制驱动，声卡驱动，音频策略，快速启动时的声音输出，后期的
性能调试；
DSP
的控制主要是
芯片初
始化及提供所有所需的的功能接口，包含音量控制、音源选择、响度补偿、音源平衡、速
度音量补偿、
FaderBalance
、
EQ
、
Mute
、
ClickClackChime
控制等；声卡驱动主要需要实现多声
卡的实现及把
DSP
提供的接口封装成
ALSA
接口；音频策略定义了混音策略、各个音量的等级、
响度补偿策略等等应用场景；快速启动时的声音输出主要是各种报警音、提示音的输出，由于此
时
IVI
系统还可能没有正常工作，所以很
多车载使用
VIP
控制
Audio
模块，这样可以保证快速出
声。后期的性能调试主要是保证
Audio
的性能符合车厂的标准，如音量曲线，频响曲线，最大输
出失真度等。
通常在
IVI
系统中有
Radio
模块、语音模块、
CD(
现
在已经非常少见
)
模块和
Audio<
/p>
模块关系很
紧密，在这里把它们一起称为
Audio
模块，
Radio
部分包含
FM
、
AM
，
若是海外版本通常会加上
RDS
和
DA
B
功能。语音部分在车载中的地位越来越重要，它包括语音识别、控制、蓝牙通话等，<
/p>
这些都能在汽车行驶中提高行车安全。语音处理过程中需要处理回声消除
< br>/
减少噪声
(EC/NR)
以提
高语音识别率和通话质量。语音模块中除了可以用语音芯片处理
EC/NR
外也可以使用纯软件的语
音算法库来解决。
Radio
在车内是最常用的功能之一，通常实现
< br>FMAM
基本功能如：停台、锁
台、搜台功能等，这些功
能比较简单。但是有些车厂使用双
Tuner
提高用户体验，并
且在海外版
本增加
DAB
或
RDS
的功能，这些合在一起并且需要整合到
Au
dio
系统中软件逻辑会变得相当复
杂。另外
< br>Radio
后期的性能调试尤其重要，比如锁台灵敏度，频响，信噪比，失真，通
道平衡，
中频抑制，镜像抑制等。在最后的路试环节中
Radi
o
模块也是重点测试的模块。
Figure 1-3. Audio Sub
System Block
BT
模块最复杂的部分是协议栈，但是很少有车载厂商会自己单独开发，通常是和专业的第三
方开发机构一起联合开发。车载厂商需要调通主机控制接口（
HCI
）和
BT
的音频接口（
PCM
、
IIS
）。在实现
BT
的音频接口时，需要特别注意一点是时钟同步问题，否则上述提到
的
EC/NR
算
法就不能正确的消除回
声问题。主要解决方法是时钟同源，确保
Audio
模块和<
/p>
BT
模块使用同一
Bit Clock
或者使用同一参考时钟。
Figure 1-4. BT and Audio Synchronous
Clock
显示
、触摸、背光控制在
IVI
系统中也有其特殊性。车载中的显示
分两种：一体屏
(Integrated
display)<
/p>
和远程屏
(Remote display),
< br>一体机的前板
(
带有显示屏的电路板
)
和主机紧挨着且在结构设计
上结合在一起，显示常使用<
/p>
RGB
信号连接，也有使用
LVDS
、
HDMI
接口。
Figure 1-5.
Integrated Display Block
由于有些车载设备屏和主机是分离开的（比如后枕屏）就不能使用
RGB
信号做显示接口，常
用
LVD
S
、
HDMI
接口。但触摸模块不能使
用这些接口，触摸芯片常使用
I2C
通信
,
另外还有
Reset
控制和中断信
号，直接用线束连接会因距离过长影响触摸性能。基于此类问题，一些芯片厂商提
供了一
组芯片，主要是
AP
端信号串行化，屏端还原信号。通过这组芯
片不仅可以传输
LVDSHDMI
信号，还可以透传
I2C
、中断信号，这样就很好的解决了远程屏触摸问题。这种方案
也有缺陷比如调节背光的背光
PWM
信号无法
通过这个串行芯片透传。通常我们可以选用一个能
产生
PWM<
/p>
且是
I2C
控制信号的芯片来解决这个问
题，这样可以通过
I2C
的透传间接控制此芯片来
实现背光控制。
Figure
1-6
常见的远程屏方案框图。