基于CP3000系列連通處理器實(shí)現(xiàn)低成本的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計

如果提供選擇機(jī)會，我確信每個人均會選擇在他們的車輛中安裝 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)。它可以節(jié)省很多駕駛時間，并且可以大大緩解迷失方向時的沮喪，這些對于駕駛?cè)藛T來說非常寶貴，他們無法拒絕。但是，遺憾的是，這種舒適水準(zhǔn)對應(yīng)的價格，大多數(shù)人均無法承受。即使是用于各種 PDA 平臺的最新軟件和 GPS 附加設(shè)備，仍然沒有為大眾帶來高質(zhì)量的導(dǎo)航幫助。因此，至少到目前為止，我們必須依靠我們的方向感、同車乘客手頭的地圖的支持，以及當(dāng)?shù)氐牡缆窐?biāo)識來為我們導(dǎo)航，穿過陌生的道路。

圖1，典型內(nèi)置或配件市場GPS導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成。

如果我們查看典型內(nèi)置或配件市場 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)（圖 1）的設(shè)計，我們可以發(fā)現(xiàn)功能塊是由多個成本不菲的組件構(gòu)成的。首先，存在一個處理器，它通常為 32 位類型，允許快速高效地計算復(fù)雜的路由選擇算法，以便提供高質(zhì)量的用戶體驗(yàn)。其次，有一個彩色顯示屏，顯示當(dāng)前位置的地圖，并且可能存在用戶可以進(jìn)行輸入的 。GPS 模塊當(dāng)然是必備組件，保存地圖、位置和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫的存儲介質(zhì)同樣不可或缺。這里未顯示的一個巨大成本是地圖本身的許可證費(fèi)，這就是為什么這些系統(tǒng)的新光盤非常昂貴，以及為什么大多數(shù) 司機(jī)不愿操心使他們的系統(tǒng)保持最新狀態(tài)的原因。當(dāng)前形式的導(dǎo)航系統(tǒng)與最初設(shè)計時或多或少保持相同，但隨著現(xiàn)在可以從互聯(lián)網(wǎng)上隨時獲取數(shù)據(jù)，GSM 模塊也將提供完美的方式來增強(qiáng)系統(tǒng)的功能，以便提供精確的交通信息、興趣點(diǎn)、旅館預(yù)訂功能以及其它功能。遺憾的是，這樣做的成本非常之高，讓人不敢動這個念頭。

理想狀態(tài)下，如果在汽車中安裝了這樣一個系統(tǒng)，用戶就能使用他們已安裝了手機(jī)底座的手機(jī)提供這種數(shù)據(jù)鏈路。但是，對于大眾市場而言，為 GSM 手機(jī)增加手機(jī)底座太過于復(fù)雜，因?yàn)椴煌氖謾C(jī)生產(chǎn)商采用大量不同的并且不斷變化的連接器。汽車無線電設(shè)備使用的 RDS 系統(tǒng)可以提供導(dǎo)航系統(tǒng)使用的交通數(shù)據(jù)，但這些無線電系統(tǒng)始終局限于使用嵌入 的系統(tǒng)。

圖2， 需要基于 的 ，并使用LMX5252無線電收發(fā)器來附加 接口。

為了將導(dǎo)航系統(tǒng)引入更廣闊的市場，不論是作為購買新車時的一種選擇，還是作為配件市場產(chǎn)品，該系統(tǒng)的成本均需要大幅度下調(diào)。它需要基于低成本的微控制器，同時為用戶帶來一系列有價值的服務(wù)，例如，在旅途上尋找能夠避開交通擁擠點(diǎn)的路線，和進(jìn)行交通流量更新?？梢匀∠噬貓D顯示，因?yàn)槿藗儾⒉徽嬲枰?，并且把它換成高質(zhì)量的口頭方向命令，以及簡單經(jīng)濟(jì)的單色顯示屏顯示的文字描述的方向。并且我們還可以免除本地光盤或閃存地圖信息，改為使用遠(yuǎn)程服務(wù)器為我們計算路線，根據(jù)一天當(dāng)中的時間來使用最新的地圖信息以及道路使用情況的知識，允許用戶選擇最佳的行車線路。圖 2 顯示了此類硬件平臺。這里我們可以看出，它并不是集成 GSM 模塊以便提供通往互聯(lián)網(wǎng)的必需數(shù)據(jù)鏈路，也不存在由于試圖實(shí)現(xiàn)用戶使用 SIM 卡來進(jìn)行呼叫計費(fèi)的某種方式而導(dǎo)致的相關(guān)問題，它使用 LMX5252 無線電收發(fā)器來附加藍(lán)牙接口。藍(lán)牙可以為 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)商提供成本效率最高、投放市場時間最短、互操作性最強(qiáng)的解決方案，用于這種低成本的 GPS 系統(tǒng)。

通過使用藍(lán)牙的撥號網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)范 （DUNP），GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)可以使用任何可用的本地藍(lán)牙功能手機(jī)來存取基于互聯(lián)網(wǎng)的交通信息?？梢酝ㄟ^與已在提供此類信息的汽車協(xié)會（例如德國的 ADAC）的合作來提供基于萬維網(wǎng)的交通信息，或通過專門為硬件制造商創(chuàng)建的網(wǎng)站來提供（參見圖 3）。由于藍(lán)牙協(xié)議和應(yīng)用規(guī)范能夠保證互操作性，因此 GPS 系統(tǒng)開發(fā)商可以讓最終消費(fèi)者通過選擇適當(dāng)?shù)乃{(lán)牙功能手機(jī)和 GSM 服務(wù)提供商，來選擇導(dǎo)航系統(tǒng)如何存取基于互聯(lián)網(wǎng)的交通信息。

圖3，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)可使用多種方式來獲取基于萬維網(wǎng)的交通信息。

美國國家 公司的 CP3000 系列連通處理器構(gòu)成的平臺能夠在當(dāng)前任何 GPS 系統(tǒng)中啟用藍(lán)牙，不論該系統(tǒng)是嵌入在汽車儀表板中，或是手持式系統(tǒng)。這些器件還提供許多附加的連通接口，以便增加靈活性或提供日后進(jìn)一步開發(fā)產(chǎn)品的方式。另外，該處理器的強(qiáng)大尋址能力還可以提供充足的片外存儲器，用于立即存儲下載的數(shù)據(jù)和交通信息數(shù)據(jù)庫。

CP3000 連通處理器是由功能強(qiáng)大的第三代 CR16C CompactRISC 處理器核心（ 一種類似 16 位 RISC 的處理器）來驅(qū)動。由于巧妙混合了 RISC 指令（使代碼規(guī)模保持較?。┖?CISC 類型指令（允許非中斷位操作指令、推/彈指令和裝載/存儲指令），因此 CR16C 能夠支持藍(lán)牙接口，包括各種應(yīng)用規(guī)范，并在少量的內(nèi)存記億體中處理復(fù)雜的應(yīng)用程序。通過單一指令在堆棧中迅速存儲和檢索多達(dá)8個內(nèi)部核心寄存器的能力，使RTOS更容易實(shí)現(xiàn)端口傳遞，并且確?？焖儆行У纳舷挛那袚Q。這種三級管道可以進(jìn)行指令的提取、解碼和執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)了每時鐘周期一條指令的最高吞吐量。盡管是16位體系結(jié)構(gòu)，16位通用寄存器占多數(shù)，但可以看到該核心的內(nèi)部數(shù)據(jù)路徑的寬度為32位。這允許在四個寬度為32位的通用核心寄存器中加載 32位數(shù)據(jù)，從而在使用可重定位的代碼時增強(qiáng)核心性能。借助高效的變址尋址模式，可以使用各種內(nèi)存來擴(kuò)展 256KB的片上閃存以及10KB的片上 SRAM。片上閃存還支持系統(tǒng)時鐘頻率高達(dá)24MHz的單周期讀取。

CP3000通信處理器的CAN接口適用于安裝在汽車儀表板中的導(dǎo)航系統(tǒng)。這將允許 通過CP3BT 將 GPS 系統(tǒng)集成至 CAN ，以便共享數(shù)據(jù)以及發(fā)出和接受控制請求。此外，系統(tǒng)可以將車輛中已有的儀表板顯示屏和控制按鈕用作它的人機(jī)接口 （HMI）。配件市場 GPS 系統(tǒng)的備選接口為USB 接口。這將使消費(fèi)者能夠靈活地將 GPS 系統(tǒng)連接至便攜式電腦或臺式機(jī)，它們一般具有 USB，但沒有藍(lán)牙接口，同時，消費(fèi)者在旅程中仍然能夠使用他們手機(jī)的藍(lán)牙功能來獲取交通信息。系統(tǒng)音頻還可以被傳送至車輛中已有的音頻系統(tǒng)，臨時使無線電設(shè)備靜音。

由于藍(lán)牙具有高度的靈活性，支持與多種類型的電子產(chǎn)品進(jìn)行多種不同的連接，并且該協(xié)議的互操作性有保證，因此它的確是用于擴(kuò)展導(dǎo)航系統(tǒng)功能的首選接口。CP3000 系列連通處理器使您能夠更容易地做出這種選擇。

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