IDB-1394汽车网络使车载信息娱乐更简单

目前人们对用于车载多媒体网络的1394Automotive关注度越来越高，而且期望其在将来的汽车市场上通用。近年来各国视线逐渐转向数字电视，有关高清的产品越来越多，再加上2013年Blu-Ray播放器将停止模拟输出，使得1394Automotive得以应用于愈来愈凶猛的车载网络数字传输大潮中。正是因为预测未来对后座娱乐系统的需求，富士通微电子早在2005年就带领其它供应商引进了1394Automotive控制器。

下面连接到网络上的设备列表即可明白汽车网络的带宽要求（图1）：

用于避免碰撞的视野摄像头

GPS装置

MP3播放器

高清晰度多媒体播放器和显示器

游戏控制台

能通过蜂窝和Wi-Fi网络访问网页与发送电子邮件的个人电脑和其它设备

图1：汽车网络器件

这些设备之间的通讯需要大容量的带宽网络，并且将来吞吐量要求也会不断提高。必须适当处理流量，以便提供良好的服务质量。该网络采用的技术包括硬件和软件两部分。

1394汽车技术简介

1394高速传输技术的第一种标准是IEEE1394-1995，这个版本允许数据达到400Mbps，第二个版本是1394a-2000，它增加的功能例如异步数据流和串联包。1394a-2000可以支持800Mps的数据速率。近年来，支持1600Mps和3200Mbps的也加入到这个标准中。1394汽车标准1394b-2000已经在2000年得到批准。

1394标准包含2种数据通信：同步和异步。同步数据（视频和音频）要保证及时性，但不保证送达。如果迟到，则这类数据的本质让它成了无用数据，但是可以丢弃某些数据而不会产生重大问题。1394规范分配了125s的周期时隙来发送同步数据。

另一方面，异步数据要保证送达，但不保证及时性。这类数据必须到达目的地，但是时间不重要。如果未能送达，节点则会重新发送数据。

1394协议堆栈见图2，由事物处理层、链路层和物理层组成。在1394控制器IC中，在软件中实现事物处理层，在软件或硬件中实现链路层，在硬件中实现物理层。

图2：IEEE1394协议堆栈

1394汽车技术与竞争技术对比

了解1394汽车技术的最简便方法是将其与替代技术进行对比。跟1394技术相比，MOST150（MOST速度最高的版本）和千兆位级以太网的劣势很明显，如下所述。这些劣势包含在市面上的网络标准和IC实现。

MOST150的劣势

缺乏DTCP

内容保护是汽车数字多媒体网络必须具备的特性，并且数字传输内容保护（DTCP）是实现这种功能的主要技术。由于MOST150产品缺乏这种特性，所以MOST网络需要其它器件来实现内容保护（图3）。

图3MOST150没有DTCP在存储媒体的内容保护

缺乏内容保护导致了硬件成本和其它软件支持成本的增加。并且，即使使用外部DTCP器件，也只能在网络而不是存储媒体（HDD等）上保护MOST150系统中的多媒体内容。

相反，1394汽车IC具有内置式DTCP。这种方法可将硬件和软件成本最小化，同时还能保证全面保护数据。

总线速度低

MOST150网络只能够实现150Mbps的速度，这只是当今的1394汽车器件的800Mbps总线速度的一小部分。将来，1394器件的总线速度预计会加倍。
需要外部数据压缩

为了补偿总线速度低的不足，MOST150网络可以通过使用数据压缩将数据吞吐量提高到可以与1394汽车网络相媲美的水平。这种方案需要外部编解码器来压缩和解压缩多媒体数据，从而产生了2个问题。

首先，实现多媒体压缩和解压缩（如MPEG2-TS）需要典型器件，而这些器件会使延迟大幅增加–可能高达400ms。因此，驱动器会发现视野照相机视频中出现了显著延迟。在用户快进DVD时，压缩/解压缩延迟还会导致重大延迟（图4）。

图4：外部多媒体编解码器导致MOST150网络发生重大延迟

第二个问题是使用外部编解码器产生的成本问题。伴随编解码器的是设计需要外部帧存储器来缓冲视频。事实上，MOST150设计需要的芯片器件可能多达8个。

由于1394汽车网络的总线速度高得多，所以根本无需压缩。然而，如果预期的带宽要求极高，设计则可以利用内置到富士通1394汽车器件中的编解码器来实现低延迟和低成本。我们认为，这些内置式编解码器可以将延迟保持在4ms，并且只需2块芯片即可实现设计。

1394汽车和MOST150所需的器件数量对比见图5。

图5：器件对比

软件

由于少数公司控制着MOST技术，所以只有少量的公司掌握着该多媒体总线的软件专业知识。因此，MOST系统的软件开发成本较高，并且系统集成商也只能控制有限的软件。

千兆位级以太网的劣势

缺乏集成式DTCP

与MOST一样，以太网控制器缺乏集成式DTCP功能。用于实现外部DTCP功能的其它元件增加了成本，并且损害了存储器件内的数据保护。

可能的外部编解码器

虽然千兆位级以太网的带宽比MOST150的高得多，但是不断增加的带宽需求（如用于高清晰度视频）最终可能会迫使以太网使用数据压缩。由于以太网控制器缺乏集成式编解码器，所以会要求使用外部元件，因此增加了所需芯片的数量和成本。