Entrare in sintonia con le head unit per auto: le radio di una volta erano davvero tanto diverse?

Mentre i veicoli sono cambiati molto nelle ultime generazioni (e sicuramente nell’ultimo decennio), la radio ha resistito immutata per oltre 80 anni. Probabilmente si può attribuire la sua longevità al fatto che, fino a tempi relativamente recenti, era l’unica cosa in auto a fornire intrattenimento e informazioni dall’esterno. Oggi è possibile trovare una semplice radio in veicoli di fascia bassa oppure un sistema audio di fascia alta ricco di funzionalità in veicoli di alta gamma che integra navigazione, un’interfaccia di tipo smartphone, connettività di rete e molto altro.

Il termine «radio» può includere molte cose diverse, tra cui stereo, sistema audio, sistema di infotainment a bordo del veicolo e display audio; tuttavia, la maggior parte dei progettisti automobilistici la chiamano normalmente head unit. Esistono molti modi per implementare una head unit e di solito dipendono dai requisiti specifici della casa automobilistica. A prescindere dall’implementazione, questi sono i nove sottosistemi di base che costituiscono una tipica head unit:

• Alimentazione da batteria
• Processore applicativo
• Processore di interfaccia veicolo
• Sintonizzatore radio
• Elaborazione audio
• Interfaccia uomo-macchina (HMI)
• Interfaccia multimediale
• Interfaccia della telecamera
• Telematica

Analizziamo più in dettaglio i primi due sottosistemi in questo elenco: l’alimentazione da batteria e il processore applicativo.

Per ragioni di efficienza, la batteria per auto a 12 volt alimenta la head unit. Con l’aggiunta di ulteriori funzionalità a questi sistemi da parte dei costruttori, è importante che il circuito di conversione dell’alimentazione gestisca in modo efficiente l’aumento del consumo energetico. Ciò è particolarmente importante per le head unit nei veicoli elettrici (EV) e nei veicoli ibridi (HEV) perché la batteria dell’auto è la fonte di alimentazione principale e ha una capacità limitata.

La maggior parte dei progettisti progetta attentamente i circuiti della head unit affinché siano in modalità standby/sleep o completamente spenti per risparmiare energia quando non sono utilizzati; inoltre possono creare progetti con una famiglia di dispositivi di alimentazione dotati di una serie di funzionalità e caratteristiche di output che condividono l’ingombro del package. Tali famiglie consentono il riutilizzo del progetto per diversi modelli di head unit e contribuiscono a ridurre il numero di modifiche a mano a mano che i requisiti evolvono durante il ciclo di progettazione.

Il sottosistema principale di una head unit è il processore applicativo. Non sorprende quindi che il processore controlli solitamente tutte le interfacce e le funzioni. A seconda delle funzionalità progettate nella head unit, il numero di interfacce e funzionalità del processore varierà dalla fascia bassa alla fascia alta. Pertanto, un processore dotato di scalabilità con il progetto massimizza il riutilizzo (per l’hardware e il software) su una flotta di veicoli.

A livello di circuito stampato (PCB), la compatibilità in termini di ingombro del package è una caratteristica molto importante per una famiglia di processori. Quando il progettista seleziona un package condiviso, ogni progetto successivo nella piattaforma può utilizzare un processore diverso senza modificare il PCB. Inoltre, è possibile che i progettisti possano cambiare un processore con uno di fascia più alta o più bassa per ospitare più o meno funzioni senza ridisegnare in modo significativo l’hardware e il software esistenti.

Un altro aspetto della scalabilità riguarda l’architettura interna del processore. Il software è un elemento importante della head unit, come accade per molti altri sistemi basati su processore. Il costo dello sviluppo e del test del software è molto importante in un progetto a causa della crescente complessità e dei severi requisiti. Un’architettura scalabile semplifica i processi di sviluppo e test consentendo il riutilizzo di progetti collaudati e utilizzati come elementi costitutivi di un design più ampio. Anche gli strumenti per testare software e hardware saranno simili (o identici) per ridurre ulteriormente i costi di implementazione delle modifiche. Questo aspetto è particolarmente importante per un prodotto che è già stato certificato con un processo lungo e costoso.

Pertanto, la prossima volta che salirete in macchina e accenderete la radio, pensate a quanto impegno è stato rivolto a quel progetto per assicurarsi che potesse intrattenere i conducenti e i passeggeri in un’ampia gamma di veicoli e con una vasta scelta di funzioni. Al tempo stesso, nonostante tutti gli aggiornamenti, provate a pensare come questo sistema di intrattenimento abbia ancora lo stesso scopo che aveva 80 anni fa.

Se a questo punto siete pronti a progettare un sistema head unit per l’automotive, vi suggeriamo di iniziare col Progetto di riferimento entry-level per audio display head unit con Jacinto™ 6 basato sulla famiglia scalabile di Processori automobilistici Jacinto™ DRAx di TI.