基于AU1200與OS8104的車載GPS多媒體播放器設(shè)計(jì)

摘 要:隨著國(guó)內(nèi)汽車電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，車載導(dǎo)航系統(tǒng)和MOST網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)成為當(dāng)今汽車電子產(chǎn)業(yè)界的兩大熱點(diǎn)。導(dǎo)航系統(tǒng)與MOST網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，使傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航儀，不僅增加了流媒體播放功能，而且同時(shí)還減少了汽車布線，增加產(chǎn)品的抗電磁干擾性和可擴(kuò)展性。對(duì)車載導(dǎo)航系統(tǒng)和MOST網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究，改進(jìn)傳統(tǒng)的車載導(dǎo)航系統(tǒng)，并給出設(shè)計(jì)方案。由于采用低功耗的AU1200和MOST網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的性能、集成度以及可擴(kuò)展性，同時(shí)使得該系統(tǒng)具有功能強(qiáng)，功耗低，可靠性高等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:MOST;I2S;多媒體;GPS

中圖分類號(hào):TP37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2010)05-206-03

Design of Vehicle GPS Multimedia Player Based on AU1200 and OS8104

LIU Quanbin

(Shenzhen Fanhai Sanjiang Electronics Co.Ltd.，Guangzhou，510665，China)

Abstract:With the rapid development of auto electronics industry，the vehicle navigation system and the MOST network transmission system are famous for auto electronics industry recently.Combined navigation system with the MOST network，so that the traditional GPS navigation system not only has the streaming media play，but also reduces the vehicle wiring，increases anti-electromagnetic interference and scalability.Vehicle navigation system and MOST network are studied to improve the traditional vehicle navigation system，and the design is given.Because of using the low-power AU1200 and the MOST network，so the design improves system performance，integration and scalability，while making the system has the function of strong，low power consumption and high reliability.

Keywords:MOST;I2S;multimedia;GPS

基于MOST(Media Oriented Systems Transport)車載光纖傳輸多媒體已成為汽車多媒體的主流，國(guó)外已將此技術(shù)普及到轎車上，并且對(duì)數(shù)字多媒體設(shè)備進(jìn)行規(guī)范。采用MOST光網(wǎng)絡(luò)傳輸不會(huì)受到電磁干擾的影響，同時(shí)也減少了總線布線。隨著汽車光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有越來(lái)越多的汽車廠家支持MOST協(xié)議，因此，可以預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)的汽車光纖傳輸多媒體視聽產(chǎn)品亦將出現(xiàn)廣泛的市場(chǎng)。

1 AU1200 簡(jiǎn)介

AMD公司于2005年1月推出了專門為多媒體設(shè)計(jì)的處理器AU1200[1]。它支持NORFLASH，NANDFLASH啟動(dòng)，支持DDR Ⅰ和DDR Ⅱ SDRAM，支持RGB LCD顯示，支持I2S，USB 2.0，SD卡等功能，是一款高性能低功耗的MIPS多媒體處理芯片。支持WINCE，Linux操作系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)工作原理及芯片選型

該系統(tǒng)選用Hynix的HY5DU121622BT-D43[2] 64 MB DDR Ⅰ內(nèi)存，三星K9F1208U0B[3] 64 MB NAND FLASH，富士康群創(chuàng)7寸LCD AT070TN83[4]，頂天國(guó)際REB3310 GPS模塊[5]，板上留有UART調(diào)試輸出接口，方便調(diào)試。

系統(tǒng)通過(guò)FLASH啟動(dòng)，將程序拷貝到內(nèi)存中運(yùn)行，用戶可以通過(guò)觸摸屏點(diǎn)擊菜單選擇需要運(yùn)行的功能，如GPS，播放MP3、MP4，或者選擇接收處理來(lái)自MOST網(wǎng)絡(luò)的音頻數(shù)據(jù)。在調(diào)試過(guò)程中，可以通過(guò)預(yù)留的DEBUG口外接LVTTL 轉(zhuǎn)RS 232電平轉(zhuǎn)換芯片將調(diào)試信息輸出到PC機(jī)，還可以通過(guò)USB升級(jí)燒錄程序。SD卡可以存放電子地圖、音視頻文件或其他電子文件等。軟件采用WINCE操作系統(tǒng)，WINCE帶有AU1200 BSP驅(qū)動(dòng)包，裁減方便。系統(tǒng)工作原理框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工作原理框圖

2.1 I2S 音頻設(shè)計(jì)方案及其部分工作流程

I2S 芯片選用WM9713L芯片，該芯片的主要作用是將AU1200和OS8104傳輸過(guò)來(lái)的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，變成模擬的音頻信號(hào)輸出。WM9713L[6] 芯片可實(shí)現(xiàn)兩路I2S 音頻數(shù)據(jù)輸入，支持AC97音頻數(shù)據(jù)和PCM I2S音頻數(shù)據(jù)輸入接口，可以很方便地實(shí)現(xiàn)AU1200同WM9713L，OS8104同WM9713相連接。同時(shí)WM9713L PCM/I2S 功能模塊可以工作在四種工作模式:DSP模式，左聲道模式，右聲道模式和I2S模式，D/A時(shí)信噪比為94 dB，支持WINCE嵌入式操作系統(tǒng)。WM9713L同時(shí)還可以驅(qū)動(dòng)四線式觸摸屏。

功放選用Supec 公司的 BTL類SA4871功放[7]。該功放工作在電壓范圍DC 25~55 V，可以直接用鋰電池供電，輸出3 W功率。

WM9713L附帶BTL功放，由于WM9713L只有400 mW的輸出功率，SA4871有3 W的輸出功率，考慮到用戶對(duì)音量的大小要求選擇SA4871。

播放MP3、MP4等多媒體文件時(shí)，聲音可以通過(guò)AU1200 I2S接口送到WM9713L進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。如果需要播放通過(guò)MOST光纖傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)，這時(shí)可以通過(guò)設(shè)置WM9713L內(nèi)部寄存器18H使音頻數(shù)據(jù)直接通過(guò)WM9713L 進(jìn)行D/A輸出。

WM9713 與 AU1200 OS8104 I2S數(shù)據(jù)傳輸接線示意圖如圖2所示。

圖2 I2S數(shù)據(jù)傳輸接線示意圖

2.2 OS8104工作方式

采用OASIS公司生產(chǎn)的OS8104[8]，其主要作用是將光網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，輸出I2S音頻數(shù)據(jù)到WM9713L進(jìn)行解碼。其控制接口有多種工作方式，I2C，SPI，并口模式等，在這里選擇I2C工作模式來(lái)配置OS8104的內(nèi)部寄存器。

OS8104 I2S支持多種數(shù)據(jù)源格式，如Philips，Sony，Matsushita等。由于WM9713L支持I2S的PCM數(shù)據(jù)格式，通過(guò)對(duì)比兩者的時(shí)序波形圖，選擇Philips 或Matsushita，WM9713L工作在DSP模式。為了接收整個(gè)MOST系統(tǒng)的I2S數(shù)據(jù)，還需要配置OS8104寄存器來(lái)設(shè)定I2S的采樣頻率。這里采用44.1 kHz采樣頻率。MOST的數(shù)據(jù)傳送使用512 b的幀，以及16個(gè)幀的塊。每個(gè)幀內(nèi)除了前導(dǎo)碼和其他內(nèi)部管理位以外，還包含有同步、異步和控制數(shù)據(jù)[9]。MOST網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的源數(shù)據(jù)口配置為I2S串行方式，最大的同步數(shù)據(jù)傳輸率為:

4×64×441×103=11289 6 Mb/s

3 軟件界面開發(fā)

采用WINCE 5.0 [10]嵌入式操作系統(tǒng)，其特點(diǎn)是性能穩(wěn)定。EVC(Embedded Visual C++，是Windows CE下軟件開發(fā)工具之一)開發(fā)圖形界面，其特點(diǎn)是界面美觀。EVC開發(fā)環(huán)境和Visual C++相似，基于Visual C++的開發(fā)人員比較容易熟悉并掌握EVC進(jìn)行嵌入式應(yīng)用界面開發(fā)。有較多的電子地圖支持WINCE操作系統(tǒng)，如凱立德、道道通等。

WINCE移植需裁剪，先安裝WINCE 5.0 AU1200 BSP驅(qū)動(dòng)包再裁減，同時(shí)更改部分底層驅(qū)動(dòng)程序。可以通過(guò)電腦RS 232串口輸入按鍵來(lái)控制系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程，其程序流程圖如圖3所示。

圖3 程序流程圖

4 測(cè)試結(jié)果及性能分析

AU1200功耗在400 MHz主頻時(shí)低于400 mW，本系統(tǒng)AU1200內(nèi)核在播放MP4或?qū)Ш綍r(shí)工作在396 MHz主頻，DDR工作在198 MHz，整機(jī)功耗小于4 W(菜單操作，不含喇叭)。在播放MP3時(shí)通過(guò)降低系統(tǒng)和DDR頻率，關(guān)閉GPS模塊，使MOST處于零功耗狀態(tài)模式等方式來(lái)降低功耗，經(jīng)測(cè)試可使功耗降低1.5 W播放1 kHz采樣率為44.1 kHz的正弦波，信噪比為85 dB，有比較好的音質(zhì)效果。

5 結(jié) 語(yǔ)

該多媒體播放器，以低功耗、高性能、多用途為主要目標(biāo)，選擇AU1200為主芯片，盡量?jī)?yōu)化外部電路，降低功耗，增加使用壽命，提高用戶體驗(yàn)。

該設(shè)計(jì)的新穎之處:將MOST網(wǎng)絡(luò)與多媒體GPS導(dǎo)航相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了MOST音頻和節(jié)點(diǎn)流媒體音頻的切換;采用WINCE 操作系統(tǒng)，界面美觀。

參考文獻(xiàn)

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