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MOST150網絡規范可實現高速視頻/音頻應用

2022-06-13   來源: 嵌入式開發 
自從年推出以來媒體定向系統傳輸(MOST)憑借其在高帶寬魯棒性和使用簡便方面的優勢已越來越廣泛地用於汽車信息娛樂系統中

  這種能夠實現汽車內部多個聯網設備間數字音頻視頻數據和控制信息傳輸的全數字網絡解決方案目前又獲提升它的最新進展包括增強其魯棒性實現高性價比的視頻傳輸傳送數據密集型服務以及增加帶寬最新一代MOST的運行速度可達Mb/s

  新型智能網絡接口控制器(INIC)架構是增強這種解決方案魯棒性的關鍵因素第一代NIC采用的是一種傳統的劃分方法這種方法假設在外部微控制器上運行有一個強大網絡驅動器該驅動器用來管理網絡接口而新的INIC架構更加完善它可以在片上實現大部分驅動器這種架構把網絡行為封裝起來這樣就不必被移植到每一個不同的平台從而避免了潛在的行為差異及其相關問題

  INIC構成了一個完整的MOST節點它不需要與程序發生互動即可在網絡中工作這樣一來即使程序需要更長的時間才能啟動該節點也能夠迅速鏈接到網絡上一旦准備就緒程序就能完成網絡注冊若程序停止響應INIC會進入保護模式繼續獨自管理節點任何程序問題都會在本地被封閉起來不會影響系統其它部分程序只需要INIC應用編程接口(API)與MOST網絡連接

  當向更高速度等級發展時MOST使用INIC架構來提供最大的後向兼容性程序和網絡之間的接口使用一種不隨基本速度和物理層而改變的機制這就是MOST 和 MOST的網絡接口控制器都采用INIC架構的原因所在鏈路層協議的編碼和幀結構的任何變化都被封裝在INIC中在程序看來所有INIC都是一樣的它們都代表相同的物理接口和INIC APINetServices的使用也與INIC的速度無關速度更高時程序僅把MOST看作是數據流加快的MOST當引入新特性時INIC API 和NetServices中會增加新的功能不過通常是兼容性擴展

  MOST可提供 Mb/s的帶寬是當前使用的MOST 網絡的至於MOST其音頻和視頻信號能以約%的效率傳輸也無需尋址沖突檢測/恢復及廣播的開銷 (這種開銷正是導致其它技術號稱的更高數據率往往有名無實的原因)但它們的有效速率不到%而MOST可以提供其它面向數據包的網絡只能利用更大帶寬才能獲得的容量從而很容易通過互聯網連接實現好幾種高清視頻流和多通道環繞聲的並行傳輸

  圖1:移植到INIC架構。tw.wiNgwit.Com

  圖移植到INIC架構

  Mb/s的數據率利用的是現有物理層故可繼續使用目前采用塑料光纖(POF)作為傳輸媒介的電纜線束LED技術的進步也允許這些成本低廉的光源工作在 Mb/s下取代激光等更昂貴的方案電纜連接器保護系統裝配工藝等等都不必改變傳輸速度更高的MOST是循序漸進地發揮作用的幾乎不用對現有網絡基礎設施作什麼改動

  MOST有一個用於器件實時控制的控制通道一個用於數據傳輸服務的數據包通道還有一個專門用於同步音頻和視頻通道實例化的同步域而MOST不僅提供所有這些通道還大大予以增強控制通道的帶寬加倍有效載荷得到提高從而可以傳輸更大更完整的數據包它還具有一種預先確認機制可以防止發送接收器知道自己無法接受的消息這樣一來不僅增加通道容量還可避免任何信息的丟失

  在更先進的MOST版本中同步域變化不大不過它的大小可以根據設計人員的當前需求實時改變與同步通道共享帶寬的數據包通道也具有這種優勢它也采用了預先確認機制從而可以避免重復傳輸的發生也能確保發送器和接收器都有最佳的帶寬同步通道不使用的帶寬可以留給數據包傳輸用

  圖2:INIC架構可以作為網絡後向兼容開發和不同物理層使用的基礎。

  圖INIC架構可以作為網絡後向兼容開發和不同物理層使用的基礎

  除了上述機制之外MOST還提供有兩個新的通道以太網通道和同步通道MOST新增的以太網通道能夠原樣傳輸電腦產品使用的以太網幀它呈現給程序的就好像是一個以太網和MAC地址TCP/IP堆棧及其它以太網通信協議比如Appletalk也能夠原樣在MOST上通信因此MOST可以成為車用以太網物理層從高層次來看MOST是一種復用網絡包括了現有的雙倍帶寬MOST 和/以太網並且具有很高的靈活性和眾多配置選項

  MOST可通過保留專用通道的方式為流式數據提供很高的服務質量(QoS)同步數據就是這樣被傳輸的不過某些流式數據不能高性價比地與MOST保持同步流式數據越來越多地采用突發模式(例如MPEG視頻)或數據包流(IP視頻)為了支持這些流式數據MOST提供了三種新的同步機制

  * 突發流機制(Burst streaming)這種機制允許在每個時間片有不同數據量時傳送流式數據比如DVD播放器或DVBT (地面數字視頻廣播)等輸出的MPEG流數據最大帶寬有所保留到達的數據被寫入到一個幀緩沖器中然後定期向網絡中的其它設備發送同時提供對每一個同步幀的當前有效載荷識別的機制

  * 恆定速率流機制通常流數據都是同步的(單位時間的數據量恆定)但與MOST不同步比如在MOST上以kHz的幀速率傳輸kHz的音頻流即是一例同步傳輸則允許這類信號不必與MOST同步而進行隧道式傳送從而無需采樣率轉換器時鐘也可以通過隧道方式傳送每一個MOST INIC都有幀時鐘的輸入時鐘信號傳送過後需要被測量並重組其中一個例子是kHz IS信號(IS是飛利浦為數字音頻設備之間的音頻數據傳輸而開發的一種總線標准)用 kHz的速率以隧道方式穿過MOST網絡它簡單地從一端進去從另一端輸出沒有進行任何不同采樣速率之間的轉換

  *數據包流機制流式數據被分為若干個數據包必需利用互聯網語音協議(VoIP)等IS信號進行傳輸這些數據可通過以太網通道傳輸不過也可以為它們保留一個專用同步通道MOST的這種同步機制支持數據包而且利用它們可實現數據包流的高QoS由於這些數據包在傳輸中不解釋其尋址信息故無需額外帶寬就可以同時傳輸到幾個接收器

  新的機制比如突發流無需位填充(bit stuffing)或同步即可實現MPEG視頻的直接同步傳輸此外傳輸流接口(TSI)已成為視頻處理IC的一個標准MOST INIC支持多個TSI這樣視頻IC就能夠直接連接到MOST不再需要成本高昂的粘合邏輯例如連接到現有模擬調諧器上的DVBT調諧器或MPEG編碼器可以直接與MOST INIC連接

  圖3:從MOST25 到 MOST150的移植。

  圖從MOST 到 MOST的移植


From:http://tw.wingwit.com/Article/program/qrs/201312/30122.html
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