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发表人：智慧工控 |
发表时间：2010/12/20 11:02:00 |
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| 本栏论题： |
加装改装车载电脑的应用分析与选择 [2131] |
关键词： 车载电脑 车载中控 车载改装 车载DVD导航 计算机多媒体技术 移动通讯技术 GPS技术 3G网络技术 汽车中控机 ARM结构 X86低功耗结构 嵌入式 无风扇 超低功耗 耐高温 抗振动
一. 车载电脑的发展历程
在十多年来，一直有汽车发烧友尝试将台式电脑放在汽车上使用，但由于车上恶劣的应用环境，例如高温、振动、电磁波干扰、供电等问题，电脑难以正常使用，且寿命很短。为使电脑适应车上应用环境，部分发烧友为台式电脑加入大量的专用设备，如减震架、液冷散热等装置，致使车上电脑的使用成本非常高，但是车上的台式电脑寿命也延长不了多久，导致这种方式的车载电脑无法得到人们广泛的认同。
进入21世纪，电脑已经成为了人们工作生活中不可缺少的伙伴。电脑作为互联网终端设备，承载着连通地球村上每一个居民的使命。如今电脑也已经因为时代需要延伸到生活的每一个角落。今天我们要说的就是能让您的“座驾”变得更加聪明的车载电脑(英文称作CarPC )。时代的发展让人越来越依赖于汽车，越来越离不开电脑。当您的爱车只装有普通车载音响时，那是有车一族都能拥有的。但当您的爱车装上领先的车载电脑，使您的爱车变成智能车辆，使您的爱车变成一个集音乐吧、K吧、影院、办公室、随时随地上网和游戏于一身的休闲所。无论您是造车人还是驾车人，当您配备领先的车载电脑时，它都能为您带来超值的性价比享受，使您和您的爱车与众不同，独具时代感。
车载电脑是一种高度集成化的车用多媒体娱乐信息中心，目前在国外的宝马、奥迪等顶级车型都配备了类似的智能车载系统，其主要功能包括车载全能多媒体娱乐，最清晰详尽的GPS卫星导航，对汽车信息和故障专业诊断，移动性的办公与行业应用等等。（来源自百度百科）
真正的车载电脑是集计算机多媒体技术、移动通讯技术、GPS技术和3G网络技术等高新技术于一体的汽车中控机。面向汽车行业，车载电脑必须是超低功耗、无风扇、小体积、耐高温、抗振动、稳定性高的移动电脑系统，而且具备集成度高、兼容性强、结构灵活，便于剪裁和升级；性能完备、结构紧凑、性价比优异、工作可靠、运行稳定、使用安全、操作简便等特点。
二. 车载电脑的现状
随着电子技术的发展，ARM结构电脑面世，由于其低功耗、低成本、高稳定性等特点，被造成多种车载电子产品，例如现时我们在车上常见的多功能DVD播放机、GPS导航仪等等，基本上满足汽车的基本使用,这些产品本质上都是一台ARM结构的专项功能的电脑。但由于ARM结构电脑的处理能力、性能受到限制（RISC指令集的电脑不能同时处理多个任务，见注释[1]），离我们平常使用的电脑有很大的距离。在不配备3G网络下（3G网络下多窗口多任务工作是常事），车载电脑主要为司机专门服务的情况下，ARM结构车载产品是非常适合作为车载电脑的。但ARM结构电脑离真正的车载电脑还是有相当的差距，这在3G时代就显得更加突出。
Intel推出低功耗的ATOM系列CPU后，由于ATOM的低功耗、高稳定性、支持超线程等特点，电脑厂商根据汽车使用的特点，结合专门针对汽车应用的线路设计和机构设计，真正能放在汽车上使用的电脑应运而生。
三. 车载电脑产品对比
现时的车载电脑产品主要有三类：ARM结构车载电子／电脑设备、普通台式电脑（含笔记本）、X86结构的低功耗车载电脑。
在讨论三类车载电脑的优劣比较前，我们必须先了解电脑在车上使用的环境特点。
3.1 车载电脑在汽车上的应用环境
电子产品在车上使用，环境是非常恶劣的，高温、振动、电磁波干扰、汽车供电等问题都需要合理的解决。
高温：
由于汽车大多是在户外停放，夏天烈日的照晒使车内的温度很高，以广州夏天为例，夏天汽车停放户外时的温度可以高达近60℃，开车后20分钟内车内温度也在40℃附近，在这种的温度环境下，对一般的电子设备，特别是电脑设备是一个很严峻的考验。另外，为了保证车内的美观，车载电脑都放置于不显眼的地方，例如放在主、副驾座位下面，车上仪表板内等，这些地方的通风状况比较差，不利于电脑的散热，所以要求车载电脑的发热量小，耐热能力高。但发热量与电脑性能是成一个相互矛盾的关系，所以我们只能在性能与发热量（即功耗）之间寻求平衡点。
振动：
汽车在路上跑，难免会有振动，即使是避震系统较好，也是存在振动的，可能乘客感受不到振动，但是电脑是非常敏感的，特别是在汽车内长期振动，对硬盘的影响最大。普通台式电脑针对办公应用，不考虑硬盘等配件振动问题，如放在汽车上使用，容易由于振动使内部元器件松脱，造成丢失数据或硬盘损坏，影响正常使用。
电磁波干扰：
这个问题在一般电脑的使用上是不会考虑的，因为一般电脑是不考虑用在汽车这种特殊应用环境下的。而汽车内电子产品均受到发动机产生的高频电信噪及电子产品之间的电信噪的影响，电磁波干扰是无可避免的。
汽车供电系统：
汽车上的供电系统比较复杂。供电系统需要对汽车照明灯、电控车窗、收音系统、空调等电子设备供电。汽车电瓶的输出电压会在汽车点火、加油等动作时产生大幅度的波动。电压、电流宽范围的波动会直接影响车载电脑的正常使用，甚至会烧毁部分元器件，造成产品不可用。
共地：
相信这个车上环境特点容易被大多数人忽视。由于汽车电子设备并没有真正接入大地，车内电子设备产生的多余电荷只能在车内乱窜，形成电荷倒灌，冲击车上电子设备，经常导致电子设备部分元器件烧毁。
灰尘：
汽车内的尘埃数量是很大的，所以汽车内的电子设备是不应该用风扇散热的，否则您对这些设备的维护工作量也会非常巨大的。
3.2 三类车载电脑的优劣
以下我们对ARM结构车载电脑、普通台式电脑（含笔记本）与X86低功耗结构车载电脑进行分析。
ARM结构车载电脑：
可能有部分朋友不了解这里所说的ARM结构车载电脑，其实现时在汽车上常见的车载导航仪、多功能DVD等，都是ARM结构的电脑。
优点：
1. 功耗低，能适应高温环境
ARM结构产品使用的是RISC指令集（即精简指令集）结构(见注释[1])，在功耗上控制非常好，某些ARM产品功耗可以做到1W以下，功耗低发热量低，很容易适应车内高温环境。
2. 成本价格低
由于ARM的频率低，设计线路简单，开发的难度较低，故此成本价格也较低。
3. 稳定性强
ARM结构产品指令集结构简单，功耗低，致使其稳定性非常强，不容易出现稳定性问题。
4. 抗振动能力强
ARM结构电脑使用FLASH、固态硬盘、CF卡等存储设备，抗振动能力非常好。
缺点：
1. 处理能力相对较弱，不支持超线程任务处理
ARM的精简指令集结构，不支持超线程任务处理，在多任务处理能力上相对较弱。所以比较适合担任任务简单、专一的设备的主控主板，如车载DVD、GPS导航仪等。
2. 不能支持7寸以上的显示屏
ARM结构电脑由于性能限制，一般只支持800*600分辨率，7寸或以下的显示屏，用于车上影视播放，屏幕较小。
这里大家可能有疑问，现时ARM结构的电脑可用于多媒体信息发布系统（即数字标牌），支持大屏幕高清播放，为什么说在车上的ARM只能支持800*600分辨率，7寸或以下的显示屏？这是因为用于多媒体信息发布系统的ARM结构电脑是为流媒体播放的专用产品，其流媒体处理能力比较强，但其他的处理能力就很弱了。所以车载的ARM结构的电脑一般不采用此类的产品。
3. 产品不能互相融合
ARM属于单一专项的设备，如要添加新设备，例如在车载多功能DVD上希望添加导航仪的功能，也只能另外购买一款导航仪，而无法直接在车载设备上添加，需要返厂添加或购买新功能的设备，这导致添加设备的难度和成本都非常高。
4. 在3G网络应用上力不从心
现时3G网络因为各种原因，尚未在国内全面普及。在工信部的倡导和各运营商的努力下，在未来一两年内，国内3G将得到普及。在3G网络下，同时打开多个网页，打开若干个文件、文档都是非常普遍的事情，例如在汽车上3G上网同时听歌、前后排双屏异步显示播放等等，ARM结构车载电脑则力不从心。
小结：ARM结构车载电脑的单项处理能力较强，但无法胜任综合性和多任务处理的工作。在不配置3G网络应用的情况下，可满足现时大部分的车载电脑需求，如果配上3G应用，ARM结构电脑无法同时处理多个任务，应用上力不从心。因此，ARM结构电脑是一款单一功能应用的车载电脑，不能作为一款综合型的车载电脑。
X86结构车载电脑（低功耗的X86结构）：
我们以下要讨论的车载电脑，是和普通台式电脑一样，同属于X86结构（CISC指令集/复杂指令集，见注释[2]）的电脑，而区别在于，这是专门为车上应用设计的X86结构电脑，是超低功耗的车载电脑，可以在车上长期的正常使用。结合3G网络，可以成为汽车上的中控机，连接车上的电子设备，使汽车成为您的移动办公室，移动家居。
优点：
1. 多任务处理能力较强
X86结构电脑可支持超线程，可同时处理多个任务，同时打开多个窗口，适合在3G网络支持下的应用。
2. 超低功耗的X86结构
由于汽车上高温环境的应用，车载电脑的首要要求是低功耗。在X86结构的产品中，ATOM系列在低功耗方面表现尤为出色，其中功耗和性能平衡性较高的N270 CPU，结合945GSE芯片组，可配套成超低功耗的车载电脑（CPU 100%运行功耗仅10.5W）。
3. 高温下运行
结合专门设计的主板和机构，可做成适合车上应用的嵌入式、无风扇车载电脑。经过测试，超低功耗的车载电脑可以在全密封、环境温度60度下，长时间正常运行。
4. 抗振动
X86结构车载电脑使用的是CF卡、固态硬盘等存储设备，这大大降低汽车振动对电脑带来的影响，以适合汽车上的应用环境。
5. 电磁波干扰
X86结构车载电脑通常使用全铝制结构的机箱结构，有很好的电磁波屏蔽作用，尽可能减少汽车电磁波对电脑的干扰。
6. 专项高等级的用料及专门的电路设计
X86结构车载电脑考虑到需要在汽车上应用，主板使用的往往是全贴片电容（陶瓷电容及坦电容），这类固态电容容量少，同一单位电容容量需 |
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