Az autós infotainment lelke

A XXI. század elképesztően sok változást hozott magával, és ezek jelentős része a félvezetőtechnológia ugrásszerű fejlődésének volt köszönhető. Az autógyártók is rájöttek, hogy a digitális forradalom a vásárlók igényeit eltolta a szórakoztató elektronika irányába – eljött a pillanat, amikor már nem volt elegendő egy egyszerű AM/FM rádiót telepíteni az autóba.

Az új rendszerek pedig új protokollokat követeltek – ez az igény hívta életre a MOST buszt, melyet az alábbi cikkben mutatunk be.

Definíció

A MOST (Media Oriented Systems Transport) egy nagy sebességű multimédiás hálózati technológia, amelyet az autóipar optimalizált. Használható az autón belüli és kívüli alkalmazásokhoz. A soros MOST-busz százszoros lánc topológiát vagy gyűrűs (ez a leggyakoribb) topológiát és szinkron adatkommunikációt használ az audio-, video-, hang- és adatjelek műanyag optikai szálon (POF) (MOST25, MOST150) vagy elektromos vezetőn (MOST50, MOST150) fizikai rétegeken keresztül történő továbbítására.

A MOST technológiát szinte minden autómárkában használják világszerte, beleértve az Audit, a BMW-t, a General Motors-t, a Hondát, a Hyundai-t, a Jaguart, a Lanciát, a Land Rover-t, a Mercedes-Benzt, a Porsche-t, a Toyotát, a Volkswagent, a SAAB-ot, a SKODA-t, a SEAT-ot és a Volvot. Az SMSC és a MOST a Standard Microsystems Corporation („SMSC”) bejegyzett védjegyei, amelyek jelenleg a Microchip Technology tulajdonában vannak.

A protokoll az ISO/OSI modell mind a hét szintjét megvalósítja, az elnevezései pedig az átviteli sebességükre utalnak (25, 50, illetve 150 Mb/s). Legfeljebb 64 vezérlőegység tartozhat a hálózathoz, és ezek között valós idejű kép- és hangátvitel lehetséges, valamint beépített hibafelismeréssel is rendelkezik.

Topológia

Ahogy korábban is említettük, a gyűrű topológia a legjellemzőbb a MOST hálózatokra – ez több szempontból is előnyös. Először a hálózati elvből származó előnyöket tárgyaljuk.

A hálózat master egységből és slave egységekből áll. A master egység gyakran a vezérlő, illetve kijelző egység egyben a MOST busz master csomópontja is, az azonosítója (ID) pedig mindig 0.

A FlexRay protokollhoz hasonlóan a MOST is idővezérelt, így aztán a slave egységek egymás között szinkronizálják az időt; adatokat pedig akkor küldenek, ha a master megcímezte őket.

Ezen tulajdonságok leghatékonyabb érvényesítéséhez jelen ismereteink szerint a gyűrű topológia ideális választás.

Bizonyos tekintetben és még fizikai síkon is igaz. Az optikai jeltovábbításnál üvegszálas kábeleket használunk, amelyeket jelentősen kisebb a veszteség, ugyanakkor nagyon vékonyak, és a fizikai behatásokkal szemben kevésbé ellenállók.

Létezik azonban egy másik megoldás is: ez a POF (Plastics Optical Fiber), melynek a magrésze polimetil-metakrilát, a felette lévő transzparens réteg fluorpolimer, azon egy fekete köpeny található; az egészet pedig egy vastagabb, mechanikai védelmet nyújtó műanyag burkolat fedi, mely jellemzően rikító színű (jellemzően okker- vagy narancssárga).

Ám akármilyen anyagból is készült az optikai szál, a kábel túlzott elhajlítása esetén számottevő jelveszteséggel kell kalkulálni. A fénysugár egy részét egyenesen továbbítja az optikai szál, a nagyobbik hányada pedig a teljes reflexiót kihasználva fog továbbhaladni, amelyet átlós és folyamatos visszaverődésként foghatunk fel.

Azonban ez a teljes reflexió túl nagy hajlítás esetén megszűnik, és a jel akár teljesen meg is szakadhat. Az általános minimális sugár 25 milliméter.

MOST25

A MOST25 körülbelül 23 megabaud sávszélességet biztosít a streaming (szinkron), valamint a csomag (aszinkron) adatátvitelhez egy optikai fizikai rétegen keresztül. A felhasználó kiválaszthatja és négy bájtos csoportokba állíthatja be a csatornákat.

A MOST25 számos szolgáltatást és módszert kínál a fizikai csatornák kiosztására (és felosztására). A MOST25 legfeljebb 15 tömörítetlen sztereó hangcsatornát támogat CD-minőségű hanggal vagy legfeljebb 15 MPEG-1 csatornát az audio/video átvitelhez, amelyek mindegyike négy bájtot használ (négy fizikai csatorna).

A MOST egy csatornát is biztosít a vezérlési információk átviteléhez. A 44,1 kHz-es rendszerfrekvencia 705,6 kbit/s sávszélességet tesz lehetővé, ami másodpercenként 2670 vezérlőüzenet átvitelét teszi lehetővé.

Egyes korlátozások a MOST25 tényleges adatátviteli sebességét körülbelül 10 kB/s-ra korlátozzák. A protokoll többletterhelése miatt az alkalmazás a 32 bájtból csak 11-et tud használni szegmentált átvitelnél, és a MOST csomópont bármikor csak a vezérlőcsatorna sávszélességének egyharmadát tudja használni.

MOST50

A MOST50 megduplázza a MOST25 rendszer sávszélességét, és 1024 bitre növeli a keret hosszát. A MOST25 három kialakított csatornája (vezérlő üzenet csatorna, streaming adatcsatorna, csomagkapcsolt adatcsatorna) változatlan marad, de a vezérlőcsatorna hossza és a szinkron és aszinkron csatornák közötti felosztás rugalmas.

Bár a MOST50-et úgy határozták meg, hogy támogassa az optikai és elektromos fizikai rétegeket is, a rendelkezésre álló MOST50 intelligens hálózati interfészvezérlők (INIC) csak három rézvezetős konfiguráción keresztül támogatják az elektromos adatátvitelt; ez egy árnyékolatlan csavart érpárból (UTP) és egyetlen további vezérlővonalból áll.

MOST150

A MOST150-et 2007 októberében mutatták be, és fizikai réteget biztosít az Ethernet autókban való megvalósításához. A keret hosszát 3072 bitre növeli, ami körülbelül hatszorosa a MOST25 sávszélességének.

Egy állítható sávszélességű Ethernet-csatornát is integrál a három beépített csatorna (vezérlőüzenet-csatorna, streaming adatcsatorna, csomagkapcsolt adatcsatorna) mellett, amely a MOST többi fokozatában található. A MOST150 az izokron átvitelt is lehetővé teszi a szinkron csatornán.

Bár a szinkron adatok átviteléhez a MOST képkockasebesség által meghatározott frekvenciától eltérő frekvencia szükséges, a MOST150-nel ez is lehetséges.

A MOST150 fejlett funkciói és megnövelt sávszélessége olyan multiplex hálózati infrastruktúrát tesz lehetővé, amely képes az infotainment adatok minden formáját, beleértve a videót is, továbbítani az autóban.