AWGM MSDI DIS AIS MCU

以語音告知車輛警示訊息 AWGM提高駕駛專注力

駕駛員資訊系統(DIS)包含車內所有儀表,為駕駛員與乘客提供各種車輛資訊,包括引擎診斷狀態、車速、里程和警告訊號。此外,包含音訊、視訊播放器和調頻收音機的資訊娛樂系統也是DIS的組成部分。
DIS分散駕駛注意力

日益複雜的DIS帶來一個嚴重的問題,就是向駕駛員展示的資訊快速增加。由於要監測大量資訊,駕駛員將視線從道路上移開的時間越來越多,注意力分散恐會引致致命意外的發生。目前車上配有超過三十五個警告燈,這有助於識別車輛的任何潛在問題,但是警告燈過多導致駕駛員很難確定問題的原因,從而會忽略該訊號。

Kwik Fit的最新研究表明,去年有一千三百萬名駕駛員收到過至少一次警告燈的提醒,但其中有三分之一的人至少在5天內沒有檢查警告燈發出提醒的原因。此外,該研究還指出,有許多訊號人們都無法識別。人們最不認識的訊號燈是胎壓警告訊號燈,有將近一半的駕駛人不知道它代表什麼。

AWGM彌補DIS缺失

圖1 AWGM示意圖

聲音警告訊號產生模組(Audio Warning Generation Module, AWGM)可解決上述問題,它在遇到危險/警告的情況下會打開警告燈,播放語音訊息。因此,能夠減少駕駛員由於不斷監控汽車參數而注意力分散的情況,並能在緊急情況下幫助查明原因,引導駕駛員密切關注可能導致的嚴重問題。

與傳統的發光二極體(LED)警告燈相比,AWGM有許多優勢,例如減少駕駛員注意力分散情況、駕駛員無須記住大量警告訊號,以及可根據汽車支援的功能進行擴展。

AWGM安裝在音訊資訊娛樂系統(Audio Infotainment System, AIS)和駕駛員側揚聲器之間,該系統的示意圖如圖1所示。

AWGM系統由控制單元、輸入警告訊號和非揮發性記憶體構成。AWGM在點火裝置打開時開啟。控制單元是系統的大腦,它根據傳遞的危險訊號從記憶體內選擇相關的語音訊息,並透過揚聲器進行播放。播放語音訊息採用的揚聲器與AIS使用的是同一個,因此在播放語音訊息輸出時,AIS輸出被關閉,揚聲器輸入從AIS切換到AWGM。

根據這些要求,半導體業者採用16位元微控制器(MCU)和多開關檢測介面(Multiple Switch Detection Interface, MSDI)晶片設計出一款解決方案。

AWGM兼具視/聽覺警示作用

圖2 AWGM內部模組示意圖

AWGM的主要特性包括:警告時除了可視警告外,還有語音警告;訊息根據優先順序播放,亦即如果同時發出多個警告訊號,則播放具有最高優先順序的訊息;有一個開關可關閉當前正在播放的警告訊息,直到下一次點火時才會再次啟動系統;語音訊息可自行設定,由製造商自己載入。

AWGM通常包含幾個子模組(圖2),如微控制器、穩壓器、MSDI、繼電器控制器、音訊功率放大器,以及串列快閃記憶體。

一般而言,MSDI係用來檢測開關觸點的開啟和關閉,其開關狀態(無論是開啟還是關閉)透過SPI告知微控制器。該裝置有兩種運行模式,即正常運行模式和睡眠模式。某些方案允許設計人員對MSDI裝置進行編程並將開關觸點配置為上拉或下拉。採用MSDI的好處包括:

組件優化
  MSDI取代現有電路中的分離式元件,如電晶體、電阻器和二極體等。整合式設計可提高整個系統的可靠性。
印刷電路板空間優化
  由於用一個32支接腳的SOIC封裝取代上述分離式元件,因此能大幅減少印刷電路板(PCB)空間要求。
減少微控制器I/O接腳數
  MSDI透過SPI連接至微控制器,而分離式交換機則作為通用輸入輸出(GPIO)或鍵盤中斷(KBI)連接至微控制器接腳,因此大幅減少微控制器接腳數。
提高生產線的效率
  元件數減少會導致焊點數減少,同時也減少印刷電路板組裝時間和目測時間。

(本文作者任職於飛思卡爾)

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