汽车音响本体的微处理时代

作者：Terry Costlow

欢迎访问e展厅 展厅 2 汽车电子展厅 车灯, 遥控发射器, 汽车娱乐系统, TPMS胎压监测, 汽车防盗器, ... 对娱乐、新闻、以及与外界联络方面的无尽需求正在推动汽车音响本体系统的巨大变革，将其转变成能够处理多来源信息的多功能信息港。系统正在迅速地从简单的收音机变身为具有特定功能的电脑，经设定后能够处理来自不同地区的信息，同时还能适应未来新消费品的要求。 随着收音机转变成可以与智能电话、数字媒体设备、平板电脑等装备相连通的主机，这个信息港的整体表现也在提升。过去几年里，买家越来越青睐在安静的环境中表现出高品质音质的高端音响。 “我们甚至看到了单独配置声音处理器的高达24声道音响系统，”NXP半导体公司全球汽车娱乐业务总经理Torsten Lehmann说道，“现在有越来越多的主动降噪技术来消除低频的音频发射。” 同时，这些系统还必须方便驾驶员操控。音响本体系统必须有人机交互界面，便于驾车者选台，找到想要的电台或者播放列表。 “系统要能够帮助用户解决所有的问题，而不是简单地把数据导出到音频，”QNX软件系统公司的汽车产品营销经理Andy Gryc表示。“用户要能够选择歌曲类别或者按照演唱者来选择歌曲。现在的产品不是简单地选台。用户界面非常重要。” 全球平台 为了满足多种需求，不少开发者选用配有微处理器和数字信号处理器的数字系统来应对大量的输入信号。音响本体系统负责处理特定程序规定范围内的输入信号。这个方法广泛应用于军事和航空领域，一般称为软件无线电（SDR）。 “我们的音频/信息娱乐架构已经从专一的集成电路或者用于导航和连接的扩展卡转变为更处理能力更强的主微处理器，”伟世通公司负责北美娱乐资讯技术的销售经理Mark Fosmoen说道，“这些处理器能够支持像导航、蓝牙/USB声音、以及多用户环境这样的需求，能够像软件应用一样自然而然地运行。” 工程师想要微处理器运行任何一个软件，就编制单个硬件设计，然后通过运行不同的程序来改变功能。这样一来，一个收音机就可以用来在不同的地区接收当地的数字信号。数字音频广播（DAB）、高清广播，以及综合业务数字广播（ISDB）等是AM和FM波段的有力补充。 “为每个地区单独制定解决方案显然是不可行的，”Lehmann说道，“现在的处理平台非常强大，可以轻松执行多个标准。几年之前要想达到这个水平还是很难的。” 结构变革 当收音机变身为电脑，其整体设计也发生了巨大的变化。尽管软件无线电（SDR）解放了开发者，让他们可以随心所欲地增加新功能，工程师还是必须模仿或者超越传统收音机的表现。 “如果是在软件上运行收音机，你当然希望能够快速启动，”Wind River Systems公司开放平台业务高级产品经理Franz Walkembach说道。“汽车用户希望能够在打开设备后就可以继续听上次播放的电台或者CD曲目，而且不能等得太久。用户的任何操作都必须在很短的时间，也就是50毫秒之内得到响应。” 采用软件无线电（SDR）在系统设计者改善设计的同时还为收音机的升级提供了便利。汽车制造商甚至经销商都可以简单地通过装载新的固件来将收音机升级。这在人机交互界面等方面特别有用，新的应用和变革可以迅速实现。 “软件结构也在升级，以便从模块控制的服务、功能以及数据中获取用户交互界面（包括图形和逻辑上的交互），”Visteon公司的Fosmoen说道，“这样就可以在不对核心软件算法产生太大影响的情况下实现图形的修改和定制。” 随着数字系统的发展，相关元件可能分布在车辆的各个位置。快速的网络反应使得工程师可以将模块放在效果较好的位置，而不是集中放在中控台上。 “以上是系统分区上的变化，讨论采用分布式系统的可能，”NXP公司的Lehmann说道，“接收器子系统可能会放在天线模块内。人机交互界面会放在显示屏旁边，而多媒体处理器会放在别处。我们认为各个元件可以通过以太网来交换信息，这样只要两条电磁耦合性能好的线缆就能达到高速通信的效果。” 尽管众多供应商认为软件无线电会在未来几年有不俗的发展，也不乏意见相左者。一些观察人士认为远程通信连接技术可以通过网络协议将各种类型的数据整合到车载系统中，因此对能够处理大量数据输入的系统的需求不会太大。 “对我而言，问题是，软件无线电问世得太晚了吗？有了互联网和流媒体广播，似乎就不再需要软件无线电了，”QNX软件系统公司的Gryc说道。 语音输入的快速发展 语音识别技术是一项可以让驾车者在尽量少分心的情况下控制多个装置的利器，但是这项技术的迅速发展也给系统开发人员改进其性能带来了压力。现在语音识别技术已然成为主流，用户期望语音控制的效率能达到人工控制的水平，这就迫使工程师加快开发的速度。 自从福特公司2007年将语音识别推向市场以来，这项技术已经有了长足的发展。但是，一旦这项技术不能识别指令，也会遭遇越来越多的诘难。 “人们越来越愿意使用语音控制。这些年这方面的发展也很惊人。但随之而来的是，技术发展的速度可能跟不上人们期望值的上升水平，”Nuance Mobile公司执行副总裁Mike Thompson表示。 J.D. Power最近一项研究显示，语音识别引发的问题将人们对信息娱乐系统的不满推向了前所未有的高度。但是许多观察人士认为相关研发的投入有助于缓解客户的不满情绪。 微软公司已经是这方面的主力军，而苹果也正将其Siri语音技术推销给汽车生产商。已经有9家汽车公司计划今年启用Siri技术。 像Nuance这样的语音识别技术专业公司正在改进其算法，而半导体技术的进步则带来了更多的存储空间、更高的处理速度，进而有助于更好地对语音进行分析。因闪存技术而闻名的Spansion半导体公司不久前进军该领域，推出了专门用于语音控制的协处理器。 “现在CPU的负担很重，需要处理多个任务，因而出错的几率也变大了。有了专门负责数据映射搜索和其他功能的语音处理元件，CPU出错的几率也会降低，”Spansion半导体公司可编程系统解决方案事业部业务拓展副总裁Alvin Wong表示。“基准测试显示协同处理器可将CPU的利用率降低50%。” 不少观察人士意识到，软件和硬件的开发固然重要，车厢设计师和麦克风供应商在提高语音识别技术可靠性方面的作用也不容小觑。车厢内部可能噪音较大，不利于系统准确分析语音指令。 “促成高级语音识别技术的最有力的机会在于话筒的品质和放置的位置，”江森自控（Johnson?Controls）公司连通/语音系统经理David Hughes表示，“OEM公司、话筒供应商、以及一级系统供应商在设计上的合作能够确保语音识别软件接收到的音频信号处于最佳状态。” 语音识别技术公司还会使用远程通信连接技术，该技术较车载系统性能更好。现在，手机速度已经足以将音频输入传送到远程服务器。改服务器有足够强大的能力进行所谓的自然语言输入分析，最终用户可以使用自己的语音而不是特定的指令来完成操作。 “互联汽车的概念为云语音识别技术的发展带来了极大的空间，因为我们不再局限于车内设备的计算能力，”Thompson说道，“将车内设备和云技术结合起来的联合系统非常有效。宝马公司准备在新款汽车里面采用我们的声龙驾驶（Dragon Drive）系统。” 尽管语音识别技术发展飞速，一些OEM厂商仍在另辟蹊径确保用户可以达到目的。这些公司提供了人工控制功能，方便在语音识别系统不能理解用户指令时操作。 “车内的冗余控制功能方便用户在语音识别功能不适用时使用。这样的多模块设计已经是大势所趋，用户既可以通过传统的语音识别功能也可以通过中控台显示屏来使用系统，”江森自控的Hughes说道。

文章内容仅供参考 (投稿) (8/15/2013)