L`USB dans l`automobile: pas seulement pour les ordinateurs!

L'USB dans l'automobile: pas seulement pour les ordinateurs!
By (Brian Ellis, Product Marketing Manager, Cypress Semiconductor Corp.)
Résumé Exécutif
Le bus série universel (USB) constitue depuis longtemps la norme incontournable pour connecter un ordinateur et ses
périphériques, mais c'est plus récemment que l'USB a commencé à pénétrer le marché de l'automobile. Les appareils audio
lisant le MP3, les lecteurs DVD et les systèmes de navigation GPS actuels font tous partie de cette informatique de loisirs
embarquée dans l'habitacle automobile, conçue à la fois pour informer le conducteur et pour divertir les passagers. Équiper
une voiture avec ces gadgets haute technologie exige une forme de communication à la fois sophistiquée et simple, rôle que
joue l'USB depuis ses débuts.
Les médias embarqués dans...
Les médias embarqués dans un véhicule ont emboîté le pas de l'électronique destinée au grand public. D'abord le lecteur de
cassettes, puis le lecteur de CD - il est évident que le MP3 sera le suivant sur la liste. Plus de 150 millions de personnes
possèdent aujourd'hui un iPod ou son équivalent MP3, et les récepteurs FM ou les stations d'accueil pour iPod ne sont que
des solutions temporaires en attendant que les systèmes stéréo généralisent cette connexion. L'informatique de loisirs
comprend aussi les équipements de navigation à écran tactile, les écrans video rabattables et les hautparleurs pour
téléphones mobiles. Tout à coup la voiture devient un ordinateur sur roues! Comme de plus en plus d'appareils électroniques
grand public portables s'interfacent avec les systèmes informatiques de loisir, un format standard de connexion qui fonctionne
avec la quasi-totalité des appareils est nécessaire. Ce même dilemme existait dans le marché des ordinateurs il y a une
dizaine d'années, ce qui a donné naissance à l'USB. L'industrie automobile n'a pas besoin de réinventer la roue : presque tous
les appreils électroniques grand public ont besoin d'un ordinateur pour certaines fonctions (téléchargement MP3, transmission
d'images, etc.), et la connexion la plus largement employée est l'USB. L'industrie automobile a donc, déjà, une norme
"universelle" qu'elle peut utiliser.
Les tenants et les aboutissants d'une conception informatique de loisir USB
Pour utiliser l'USB dans l'automobile, il faut que soit l'appareil grand public portable, soit le système informatique de loisirs
embarqué dispose d'un hôte USB permettant de contrôler les flux de données. L'hôte USB de ces appareils n'est pas le
contrôleur hôte USB typique de votre ordinateur, mais plutôt un ASIC optimisé ou un circuit integer embarqué destiné à
l'électronique grand public portable. Les systèmes informatiques de loisirs haut de gamme (navigation GPS avancée, stéréo
intégrale) intègrent souvent un circuit personnalisé permettant d'exécuter certaines fonctionnalités dédiées. Ces ASIC
reposant typiquement sur des bibliothèques IP (en propriété intellectuelle), il leur est facile d'intégrer un hôte USB IP pour
supporter la connexion de périphériques USB. Des systèmes plus ordinaires (stéréo de base, stations d'accueil pour
téléphone mobile) n'exigent pas beaucoup de puissance de traitement et font appel à un ASIC très basique ou un
microprocesseur embarqué. Dans ce cas, la fonctionnalité hôte USB peut être obtenue en utilisant un circuit hôte embarqué
complémentaire. L'utilisation d'un hôte embarqué permet de limiter la taille de l'ASIC à ses fonctions de base, réduisant ainsi
l'encombrement et le coût, tout en supportant l'USB. Un hôte embarqué externe permet aussi une mise sur le marché plus
rapide. Que le concepteur opte pour une solution intégrée ou externe, tous les hôtes USB exigent une pile logicielle hôte.
Cette pile tient lieu essentiellement de "cerveau" au contrôleur hôte, permettant de disposer de toutes les functions USBSB
dans une application grand public. Une pile logicielle hôte typique contient l'interface de programmation d'applications (API),
un système d'exploitation temps réel (RTOS) et les drivers USB centraux.
Durant la conception d'un hôte USB pour un système informatique de loisir, l'application et l'usage du produit détermineront
les exigences en bande passante. Pour la plupart des applications automobiles, l'USB pleine vitesse (12 Mbit/s) est suffisant.
Par exemple, le MP3 de qualité moyenne est compressé entre 128 et 192 Kbit/s. Pour une meilleure qualité MP3 on monte
jusqu'à 320 Kbit/s, ce qui est bien en dessous des 12 Mbit/s que peut supporter l'USB pleine vitesse. Même un flux de fichiers
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WAV non compressés issu d'un CD se transfère à un débit maximum de 1,5 Mbit/s, ce qui une fois de plus est bien en
dessous de la pleine vitesse. L'USB haute vitesse (480 Mbit/s) est à envisager seulement si le système possède 1 Go ou plus
de stockage intégré ou transmet des flux de vidéo haute résolution.
Les systèmes d'informatique de loisirs automobiles doivent être en mesure fonctionner aux températures les plus extrêmes.
Pour assurer que tous les appareils présents dans les automobiles fonctionnent dans toutes les conditions, l'AEC (Automotive
Electronics Council) a défini une norme, baptisée AEC Q100, qui demande aux composants automobiles de fonctionner dans
une plage de températures allant de -40 à +150 ° C, avec divers niveaux intermédiaires. Certains fabricants automobiles
peuvent exiger que tous les composants d'un système d'informatique de loisirs soient conformes à une certaine classe décrite
dans les spécifications AEC Q100.
La solution USB
Avec toutes les spécifications et exigences à prendre en compte, choisir la solution USB la plus adaptée peut constituer un
défi. Une solution clé en main permettant une mise sur le marché rapide et une personnalisation aisée de toutes plate-formes
d'informatique de loisirs car le concepteur a alors à sa disposition la totalité du microcode, des schémas, des piles logicielles
hôtes et de la documentation.
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