目前,，我國對于汽車電子" title="汽車電子">汽車電子系統(tǒng)的研究還不夠深入,。汽車制動防抱死系統(tǒng)、安全氣囊,、自動變速器和柴油機電控系統(tǒng)等僅在部分高校和企業(yè)進行了探索性研究,，并未進入實用階段。汽車電子技術(shù)為代表的高新技術(shù),，正是我國汽車工業(yè)發(fā)展的“瓶頸”,。對此，我國汽車電子行業(yè)應(yīng)該盡快掌握它們的核心技術(shù),，縮小與發(fā)達國家的差距,，因以車載通信和高速實時信號處理技術(shù)這類新興技術(shù)為突破口,，依托國家信息技術(shù)研究的成果，開發(fā)出先進的車載計算和信息處理產(chǎn)品,，提高汽車電子技術(shù)的進步,，帶動我國汽車的電子化水平。

       20世紀末,，在全球范圍內(nèi)興起了一股信息革命的大浪潮,，給汽車工業(yè)的發(fā)展帶來了千載難逢的機遇。解決汽車帶來的諸如交通擁擠,、交通安全,、環(huán)境污染、能源枯竭等問題需要靠信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,。同時,，隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子組件所占整車成本的比例也在逐步上升,。據(jù)資料表明,，目前，在歐美國家生產(chǎn)的汽車上,，電子組件已占到汽車總成本的20～30%,，并且，車用電子組件還以每年8.8％的速度飛快增長,，特別是數(shù)字信號處理器芯片（DSP" title="DSP">DSP）的用量更是將以每年驚人的25％速度猛增著,。可見,，電子化,、集成化、數(shù)字化,、信息化,、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,、小型化和個性化已經(jīng)成為并且還將繼續(xù)是汽車工業(yè)發(fā)展的重要趨勢,。本文僅集中探討汽車電子中基于DSP和FPGA" title="FPGA">FPGA的數(shù)字化應(yīng)用技術(shù)。

　　汽車電子領(lǐng)域也有DSP和FPGA技術(shù)很廣泛的應(yīng)用舞臺,。因為其具有極強的實時性,，使實時處理話音成為可能；由于它是通過面向芯片結(jié)構(gòu)指令的軟件編程來實現(xiàn)其功能的,，因而僅修改軟件而不需改硬件平臺就可以改進系統(tǒng)原有設(shè)計方案或原有功能,，具有極大的靈活性；又由于其并非專門為某種功能設(shè)計的,，因而使用范圍廣,、產(chǎn)量大,、價格可以很低。所以,，如果DSP和FPGA在汽車電子系統(tǒng)中大量應(yīng)用的話,，將會極大地促進汽車電子技術(shù)的發(fā)展。

　  DSP

　　數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing,，簡稱DSP）是一門涉及許多學科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學科。20世紀60年代以來,，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息,，來處理現(xiàn)實信號的方法,，這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時間里,，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用,。德州儀器、Freescale等半導(dǎo)體廠商在這一領(lǐng)域擁有很強的實力,。

　　　2 DSP和FPGA在汽車電子中的應(yīng)用

　　比較DSP作為可編程超大規(guī)模集成電路（VLSI）器件,，是通過可下載的軟件或固件來實現(xiàn)擴展算法和數(shù)字信號處理功能的，其最典型的用途是實現(xiàn)FIR濾波器和FFT算法,。在硬件上,，DSP最基本的構(gòu)造單元是被稱為MAC的乘加器，它通常被集成在數(shù)據(jù)信道中,，這使得指令周期時間可以跟硬件的算術(shù)周期時間相同,。此外，DSP芯片還有若干個獨立的片內(nèi)存儲器,、ROM,、RAM、并行功能單元,、鎖相環(huán)（PLL）,、振蕩器、幾條8位或16位的總線,、時鐘中斷電路等,。為滿足無線便攜式器件無電保存數(shù)據(jù)的要求，DSP芯片還采用了諸如閃速存儲器,、鐵電存儲器等技術(shù),。當前，大多數(shù)的DSP芯片采用改進的哈佛結(jié)構(gòu),，即數(shù)據(jù)總線和地址總線相互分離,，使得處理指令和數(shù)據(jù)可以同時進行,，提高了處理效率。另外還采用了流水線技術(shù),，將取指,、取操作數(shù)、執(zhí)指等步驟的指令時間可以重迭起來,，大大提運算速度,。

　　不過，由于現(xiàn)有的FPGA的開發(fā)系統(tǒng)幾乎都是為ASIC的原型驗證而設(shè)計的,，導(dǎo)致這些開發(fā)系統(tǒng)在節(jié)省工程開發(fā)時間上效率非常高,，而在FPGA資源的利用效率方面卻比較差。HDL語言可大大提高設(shè)計能力,，但在最大限度地發(fā)揮器件性能方面HDL的設(shè)計方法還有一定的局限性,，還不能提供FPGA布局布線的優(yōu)化和約束。

　　3 汽車電子中的DSP和FPGA應(yīng)用

　　提到汽車電子的數(shù)字化,，不能不想到目前無線通信很看好的軟件無線電技術(shù),，盡管它是針對無線通信的，但軟件無線電所要實現(xiàn)的思想,，與汽車電子之所以要數(shù)字化處理所追求的目標卻是殊路同歸的,。因此，有必要提及和采用這一技術(shù)的實現(xiàn)思路和思想,。軟件無線電概念的首次明確提出是在1992年5月,，由MITRE公司的JoeMitola提出，它是當今計算技術(shù),、超大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號處理技術(shù)在無線通信中應(yīng)用的產(chǎn)物,；它所追求的基本思想和目標是：構(gòu)造一個具有開放性、標準化,、模塊化的通用硬件平臺,，將多種功能，如工作頻段,、調(diào)制解調(diào)類型,、數(shù)據(jù)格式、加密模式,、通信協(xié)議等用軟件來完成,，以實現(xiàn)具有高度靈活性，開放性的通信產(chǎn)品,。因此,，對于汽車電子數(shù)字化產(chǎn)品的研究，完全可以吸取軟件無線電的以下主要思想：第一，要使汽車電子產(chǎn)品擺脫硬件結(jié)構(gòu)的束縛,；第二,，并不是不要硬件；第三,，汽車電子產(chǎn)品應(yīng)該具有開放性和兼容性,，開放是指對使用的開放、對生產(chǎn)的開放和對研制的開放,。下面,，就基于軟件無線電的思想探討DSP和FPGA在汽車電子中的主要應(yīng)用。 

　　隨著應(yīng)用日益多樣化,，DSP和FPGA演變成不再是一塊獨立的芯片,，而變成了構(gòu)件內(nèi)核。這使得設(shè)計師能選擇合適的內(nèi)核和專用邏輯“膠結(jié)”在一起形成專用DSP和FPGA方案,，以滿足信號處理的需要。目前,，還出現(xiàn)把DSP核和ASIC微控制器集成在一起的芯片,。汽車電子系統(tǒng)使用通用DSP和FPGA來實現(xiàn)語音合成，糾錯編碼,。而語音合成,、語音壓縮與編碼是DSP最早和最廣泛的應(yīng)用，矢量編碼器用于將語音信號壓縮到有限帶寬的信道中,。