面向车用通信市场的高整合ATOP解决方案

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车用通信产业即将产生重大变化，许多新兴市场开始浮现，包括：紧急呼叫系统(eCall)、被盗车辆追踪(Stolen vehicletracking, SVT)、智能交通管理、道路收费，以及车辆到基础设施(Car 2 Infrastructure)。
所有市场皆需针对售后车用单元(On Board Unit, OBU)和嵌入式OEM解决方案提供低成本的车用通信解决方案，而数据速率的需求不需超过GPRS。为达到最低系统成本，需要具备最小外型尺寸的新架构(例如内部天线、内建SIM卡)。
同时，移动市场正发生重大技术变革，移动芯片组的系统整合进展迅速。汽车产业中，使模块制造商和一级供货商在移动通信系统整合上所带来的附加价值也因此脱离主流，并将只存在于频繁使用多芯片解决方案的系统早期应用阶段(HSP+或LTE)。
这两种趋势将促进车用通信市场的某种标准化，该标准化过程在刚开始会出现于对成本敏感的低阶市场，但将逐渐往高数据速率市场迈进。多家OEM厂商和一级供货商的大量采用将会建立起经济规模的架构、进而达到成本的降低。
除了整合车用通信系统的标准功能(如单纯的GSM和GPS功能)之外，其他系统特性将会变得同样、甚至更加重要。为了使系统不局限于单一种使用场合，可同时运作多项应用的服务能力显然将成为关键要求。除了此种弹性外，为了使组织的不同部分或合作伙伴能够对服务进行编程，服务编程的开放标准也变得非常重要。通过落实这样的非专有开放标准，互操作性方面的难题也更易于解决，进而促进第三方服务或应用的达成。
车用通信终端用户主要担心的是隐私权或对隐私权的适当控制。对于许多使用场合而言，交易安全及数据和代码安全也非常重要。远程通信处理模块可被视为进入汽车或应用的某种数字门户，因此需要铜墙铁壁般的保护。这些对于坚固安全架构的要求，以及实现检测篡改检测机置则有助于参与车用通信价值链的各方之间形成一条信任链(包括终端用户、汽车、车用通信及信息服务车用单元平台、营运商、服务提供商等)。
为满足此一细分市场区隔，必须提供一系列通用的功能及灵活性，以符合不同层级的整合需求。恩智浦的ATOP 2.5G第一代车用单元平台解决方案就是为此而开发。

ATOP 2.5G是用于车用通信应用的多核心全套解决方案，结合了GSM/GPRS、GPS、SRAM和闪存；一个以ARM7车用微控制器为基础，提供CAN、USB和多个串行处理器总线；一个以银行标准安全层级为基础的SmartMX安全控制器；以及一个以NFC标准为基础的RFID接口。ATOP 2.5G将所有独立运作所需的频率产生器和滤波器，以及其不同组件的电压产生电路都整合在一个33×33mm、厚度小于3mm的LGA封装中。
为了满足车库通信应用在成本、外形尺寸、车内连接性和功耗的需求，ATOP 2.5特别进行了优化，并提供整合的标准软件，以确保可通过GSM认证，同时符合与政府要求一致的汽车工业标准和质量要求。
主要的应用和设计逻辑将以Java为基础。它便于移动(portability)、提供高效率的复杂后端服务器通信编码和源自sand-box概念的高度安全性，并遵守开放标准。使用Java的应用可明显改善和简化GSM认证过程。ATOP 2.5G配备了标准JSR所具有的一些专有扩充性，可方便编程，特别着重于应用逻辑和后端通信。
对于实时任务和低阶系统整合，以工业标准ARM架构为基础的接口微控制器可支持灵活的完全客制化软件，执行时可重复使用工具和资源。对于接口微控制器，恩智浦将提供一个包含通信功能的数据库，当主处理器上有Java产生的应用程序时，控制器上运作的应用可透过多任务高速SPI连接，透过多个逻辑信道进行透明通信(transparent communication)。该数据库也包含ATOP系统上的电源管理。客户可完全控制微控制器并选择适合其需求的操作系统、服务和应用。
SmartMX上以产业标准Java为基础的安全操作系统允许多项安全的Javacard小应用程序共存，它们可用于确保程序代码、应用或交易安全，并可完全嵌入至具产业标准信任中心的信任配置环境中。与NFC RFID接口结合，ATOP可更方便进行安全识别或安全交易，例如付款流程。未来ATOP也预计将支持内嵌NFC的新式信用卡应用。
目前，一款整合了除错板和整合开发环境的Telebox Mini参考设计可加速ATOP系统的设计，让设计师得以整合加速度计、天线检测及进阶音频等附加功能，进一步提升车载通信系统的价值。

图：专为车载通信系统而设计的高整合度ATOP解决方案。

作者：Dirk Reimer
恩智浦半导体公司