智能車載信息系統(tǒng)設(shè)計

　　微軟利用了FPGA技術(shù)的靈活性和高集成度能力。該平臺使用了一個Spartan-3 XC3S400
FPGA，用于實現(xiàn)多個獨立的目的，如GSM電話接口、車輛接口(CAN控制器和K-線路)以及復(fù)雜的音頻信號調(diào)節(jié)和路由功能(如圖2所示)。

　　FPGA提供的高集成度也具有在一個器件內(nèi)包含多種總線、接口和時鐘的優(yōu)點，從而使利用EMI的設(shè)計容易管理。此外，減少組件數(shù)量和電路板空間將降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)更高的制造質(zhì)量，在任何汽車設(shè)計中這些都是重要的因素。

　　在了解了車輛開發(fā)的實質(zhì)和目前已有的眾多不同的車輛接口，微軟有意設(shè)計了一個靈活的解決方案，可允許對后端車輛接口進行快速修改而不影響下層架構(gòu)和系統(tǒng)性能。例如，在未來將有可能調(diào)節(jié)FPGA解決方案，使之能滿足帶有諸如MOST、IDB-1394或其它數(shù)字車輛網(wǎng)絡(luò)等汽車總線的最終應(yīng)用的需求。

語音識別系統(tǒng)
　　微軟車載信息處理平臺的核心是語音識別(VR)系統(tǒng)。任何VR系統(tǒng)中的音頻信號路徑都是模擬偏置/濾波、數(shù)字化和數(shù)字濾波，最后才將信號送到VR引擎進行語音處理。

　　在此路徑中，存在多個多余噪聲進入系統(tǒng)(包括電氣平臺上和汽車環(huán)境內(nèi)，甚至在這些電子裝置之前)的機會。產(chǎn)品開發(fā)者和汽車制造商都必須確保話筒位置和類型能正確地適用于應(yīng)用和環(huán)境。

　　在完美的情況下，VR系統(tǒng)將接收到干凈、連續(xù)的語音信號--但鑒于汽車環(huán)境的動態(tài)本質(zhì)，設(shè)計可接受的語音識別并不是一件容易的事。諸如車速、車窗狀態(tài)(開/關(guān))、道路噪聲以及天氣狀況(雨/風)等因素將進一步惡化本來已很難解決的VR系統(tǒng)問題，如語言、口音和性別等。這些附加的因素增強了在信號到達VR引擎之前采用高適應(yīng)性數(shù)字濾波算法對其進行預(yù)處理的重要性。

　　微軟選擇了用硬件來實現(xiàn)這種信號預(yù)處理功能，并采用了賽靈思的并行DSP處理。Spartan-3
FPGA具有多達104個嵌入式18位乘法器，特別適合用于在一個低成本器件中實現(xiàn)緊湊DSP結(jié)構(gòu)，如MAC引擎、分布式算術(shù)FIR濾波器以及全并行FIR濾波器。

　　微軟還將處理器密集型軟件濾波任務(wù)卸載到硬件中來實現(xiàn)。當然，這種預(yù)處理也可以用ASSP來實現(xiàn)，如專用DSP芯片。但這樣做就會失去通過該平臺其它部分的高度集成所獲得的好處。

　　車載信息系統(tǒng)與VR的結(jié)合可以實現(xiàn)專門適用于某些類型的用戶和環(huán)境(如語言：英語；口音：蘇格蘭；性別：女)的可適應(yīng)和可升級的VR引擎和DSP濾波器。

　　在設(shè)計汽車產(chǎn)品(特別是車輛的信息娛樂部分)時留有充分備用資源以適應(yīng)新的和意外的未來升級的重要性同樣適用于FPGA?，F(xiàn)在對汽車OEM廠商來說越來越清楚的是，采用靈活和可伸縮固件的架構(gòu)在未來平臺中是必需的。

　　雖然目前的微軟平臺中沒有實現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)處理器，但可以很容易地通過添加軟處理器來實現(xiàn)。就像在微軟的設(shè)計中把DSP處理負荷從主處理器上卸載一樣，也可以使用嵌入式處理器(如Xilinx
32位MicroBlaze軟處理器或8位PicoBlaze微控制器)從主系統(tǒng)處理器上卸載一些處理負荷。
用于汽車應(yīng)用的FPGA
　　近年來車載電子設(shè)備出現(xiàn)了巨大的增長，不僅傳統(tǒng)的車身控制和發(fā)動機管理方面，還包括駕駛員輔助系統(tǒng)和車載信息系統(tǒng)應(yīng)用等新的領(lǐng)域。IEEE最近公布的數(shù)字顯示，汽車電子年增長率為16%，并預(yù)計到2005年在一個中型汽車內(nèi)電子設(shè)備的成本將占到總成本的25%。

　　車載信息系統(tǒng)顯示出更像消費產(chǎn)品的一些特性--上市時間快，在市時間短，標準和協(xié)議不斷變化。這些問題將影響工程師們進行設(shè)計和選擇所需硬件以快速創(chuàng)建、重復(fù)和支持未來升級的方法。