隨著MP3音頻壓縮和CD技術的普及，消費者開始希望這些功能和便利性也能在其他常用設備包括汽車中實現。因此，制造商開始在汽車內引入數字媒體處理技術，使司機和乘客能數字化地獲得娛樂和信息。
半導體技術是將數字媒體引入汽車的核心。隨著技術的日益成熟，制造商已能改進數字汽車音響設備的性能和可用性。汽車無線電數字信號處理是一項將數字媒體滲透到車載收音機中的技術。通過在汽車娛樂系統邊帶和中頻(IF)信號中操作，數字信號處理器 (DSP) 使汽車無線電從最初單一的音頻處理器發(fā)展成為復雜的高科技信息和娛樂中心。
為什么要數字信號處理
車載收音機產業(yè)正從模擬信號處理向數字信號處理演進，因為這能幫助車載收音機制造商改進無線電性能、提高音頻質量、提供更多的靈活性和更快的設計周期，以及加速上市時間、簡化生產和穩(wěn)定操作環(huán)境。與90年代開發(fā)的最早的汽車DSP相比，今天的汽車DSP能在單一的芯片上提供更高水平的功能。另外一個趨勢顯示汽車DSP發(fā)展的重要性，就是無線電信號將在更早的信號轉變處理階段被轉化為數字格式。
模數轉換在信號處理流中前移，從靠近輸出的基帶端向更接近提供射頻信號的天線轉移。復雜的交互模擬濾波器現已被數字信號處理電路替代。數字處理的其他優(yōu)點在于能改進無線電性能和音頻質量，通過DSP實現更為靈敏的控制和全部音頻處理，實現不受限制的線性化表現。 采用復雜的數學算法通過相位多樣性能改善無線電接收。
數字接收將日益成為一項重要的功能， 今后很可能將RF信號直接進行數字化。雖然仍將受到發(fā)射系統模擬性能的限制，但是通過在數字域進行模擬信號處理，性能質量將得到顯著提高。為了改善各類環(huán)境下的性能 ，各種數字發(fā)射方案正處于開發(fā)中。數字無線電系統 能優(yōu)化對發(fā)射的各種模擬信號的接收。通過在數字域執(zhí)行信號處理，其性能與今天模擬接收器能達到的水平相比，將有大幅度的提高。
高清晰度(HD)無線電和衛(wèi)星無線電是兩種新興的數字發(fā)射與接收系統。HD 無線電 (又稱為帶內同頻或 IBOC) 被用于現有頻譜的邊帶內、數字化地發(fā)射地上 AM/FM廣播信息，為廣播公司提供一個簡單升級的數字發(fā)射方法。它同樣適用于配備有 IF 汽車DSP 的無線電接收器，因為只需添加一個HD 協處理器就能輕松實現升級。衛(wèi)星無線電信號由供應商在2.3GHz S頻帶上發(fā)射。衛(wèi)星無線電廣播公司能在幾乎不損傷任何信號質量的前提下對全球聽眾進行廣播。與 HD無線電類似，衛(wèi)星發(fā)射能滿足提供汽車定位信號等要求，從而使駕駛員能收到即時天氣預報和路況信息。
另外一個重要的發(fā)展趨勢是增加含軟件功能的硬件模塊集成度并減少硬件模塊數量，更多的軟件功能包含在汽車DSP中，例如飛利浦SAF7730就是一種軟件無線電 DSP，它在一塊芯片上 集成5個DSP核心，并通過軟件實現信號處理。 最新的基于中頻 (IF)的汽車DSP 能在 IF級完全實現處理，并在模塊內的軟件區(qū)塊中完成主要任務。這些芯片集成了射頻前端、放大器、MP3 和CD 應用。這樣的一塊芯片能在更低的原材料成本下提供高性能的無線電接收和小體積模塊。 更多的軟件組件能提供更大的靈活性，從而使汽車無線電供應商能在相同的基本平臺上設計出不同的組合功能，以滿足用戶需求。這樣的平臺設計方法不僅改進了產品生產，也提高了可靠性。這樣的芯片還將滿足今后十年內對汽車音響系統擁有CD和MP3 功能的主流市場需求。
預計未來的DSP 將進一步加強集成度和實現主要的汽車音響功能。壓縮音頻處理和一個 32位的單片機將嵌入進支持系統和宏觀控制系統中。大部分功能能在不改變硬件應用的同時，通過內部系數或不同的ROM代碼進行修改。通過專注于一個平臺設計，系統設計者無需再花力氣 解決主要由硬件產生的質量問題。雖然仍會有因處理能力限制所產生的硬件局限，但是新的特有功能將通過ROM代碼開發(fā)而輕松實現。
軟件半導體 DSP
基于軟件的DSP擴展了簡單的解決方案，使車載收音機制造商可添加新功能及更顯著的特點，比通常重新設計全部基于硬件處理的無線電IC節(jié)省時間及成本。
例如，車載收音機制造商現在要求改善多重路徑性能和天線多樣性。他們還面臨著無數的新半導體特性和廣播標準。這些都能通過使用基于軟件的架構和半導體及音頻軟件庫或IF概念輕松實現。制造商可利用新特性提高收音機的功能，提高產品的特異性并通過簡單的軟件升級提高收音機性能。
但是應用軟件收音機需要大量的處理能力。例如，飛利浦已在其新的車載CarDSP嵌入了5個DSP，提供約650 MIPS 的能力。新的處理器帶來一系列的音頻改進，包括音樂改善，自適應超重低音2代，LifeVibes "PureStudio"，SRS "Circle Surround II" 等。每輛汽車的聲音優(yōu)化可使用均衡化功能實現。單個調諧器改進提高了收音機和天線的性能，包括更好的臨近頻道抑制和增強的多重路徑抑制，而雙重調諧器提供最合理的減少多重路徑效果，軟件收音機運算法則可從兩個調諧器控制進入的信號。
為了支持雙調諧器，飛利浦提供基于IF的 DSP，如SAF7730，用以管理相位多樣性和RDS背景掃描，同時實現數字收音機和音頻功能。它提供高度創(chuàng)新的集成水平。它在同一個車載DSP中結合了模擬和數字模塊（混合信號），包括模擬IF輸入，數字無線電接收和音頻處理，樣本率轉換器和數字及模擬音頻輸出。信號處理完全使用軟件實現。高度的集成在數字IF車載DSP市場也是非常獨特的，它延伸到成本效益可實現在高密度的數字IF解決方案，采用高密度、最先進的COMOS18 收縮制程實現。
軟件收音機DSP提供軟件解決方案的所有靈活性。在這一方面，飛利浦為用戶提供一套高級音頻和收音機處理的軟件庫，這些軟件都可以嵌入SAF7730。另外，軟件收音機系統提供的靈活性使用戶能集成自己的軟件知識產權，以獲得更多的產品獨特性。
飛利浦SAF7730提供自適應的超重低音2代，音樂改善，多重路徑抵消和天線多樣性能，這些功能帶來優(yōu)異的無線電接收和音質。軟件收音機DSP大大改善了目前傳統無線電廣播的音質，并為收音機制造商帶來調整收音機設計以適合未來數字收音機的空間。使用IIS式的輸入/輸出可以實現HD收音機應用。實際上第一個高性價比的HD收音機很快就會開始量產。
為未來做準備
下一代DSP支持車載收音機內的壓縮音頻，其基礎結構相同，但IF輸入會減少，SRC、ADC和DAC的集成會增多，一個單片機可使CD機械裝置設計和系統控制能力減到最低程度。該單片機內嵌一個32位ARM7TDMI處理器，包括實現系統功能的各種外設，如無線電和音頻信號處理以及壓縮音頻解碼等外設，可以更容易完成軟、硬件設計和應用開發(fā)。嵌入閃存可通過修改代碼實現升級。ARM單片機將實現CarDSP的宏觀控制。然而目前市場條件下，CarDSP 仍然僅僅應用于高端型號，主流車載收音機需要支持模擬的解決方案，這種DSP將瞄準主流市場汽車收音機。
鑒于目前發(fā)射系統處理模擬信號能力仍然局限著性能，隨著未來IC微型化和CarDSP性能的提高，可能很快就能看到RF信號由電波的直接數字化。這將帶來最終的模擬無線電信號完全在數字領域處理。DSP將繼續(xù)為車載收音機提供擴展的收聽范圍，使用戶在更寬的頻段可接受到更多的電臺，而不需要為了更好的接收效果而不斷調整收音機。DSP將使傳統的模擬AM和FM廣播更清晰，音質更好，干擾更低。
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