一種移動介質(zhì)的新型車載影音系統(tǒng)

1 工作原理
??? 當今互聯(lián)網(wǎng)上的影像資源80％以上都是以RMVB格式進行下載的，歌曲則以MP3、WMA格式為主，圖片以JPG為主。通過移動介質(zhì)對上述影音資源進行海量存儲，形成一個“家庭影院”。然后通過USB或SD／MMC／MS接口插入本系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以通過按鍵或觸摸屏在AM／FM收音功能、影音功能和系統(tǒng)設置之間進行切換。在選擇收音功能后，AM／FM收音模塊開始工作，通過主微處理器對其進行控制，具有電臺頻道切換、自動搜臺、半自動搜臺等功能；在選擇影音功能后，可以將存儲影音文件的SD／MMC／MS卡、U盤或USB移動硬盤插入系統(tǒng)內(nèi)，通過微處理器USB HOST對移動介質(zhì)內(nèi)文件進行讀取，文件可以支持FAT／FAT32／NTFS等格式，系統(tǒng)對選擇RMVB、MP3、JPG等不同格式進行硬件解碼，解碼后視頻信號通過YPrPb或CVBS格式傳輸?shù)揭壕э@示屏。解碼后音頻信號為微弱信號，需經(jīng)過音頻放大器后接車載音響。

2 整體設計
??? 系統(tǒng)整體設計框圖如圖1所示。

??? 微處理器芯片選用Amlogic公司的AML8613。它是音效／視頻專用處理器，主要功能是：視頻、音頻解碼，外圍存儲介質(zhì)讀取和處理，對觸摸屏數(shù)據(jù)處理，收音機控制處理，模擬顯示屏驅(qū)動芯片操作處理，按鍵及遙控器紅外接收處理。AM／FM收音模塊選用Silicon Labs公司的Si4730。它主要是完成AM、FM收音廣播，同時還有搜臺和存儲功能。
??? 為了更好地收看視頻圖像，系統(tǒng)采用低成本元太7"模擬屏。模擬顯示屏驅(qū)動芯片采用***Terawins公司T108L。其采用I2C通信接口，可以通過AML8613對其初始化和控制操作。
??? 4線電阻觸摸屏采樣芯片選用TSC2003，它是通過I2C總線與微處理器進行通信。音頻多路選擇器用于選擇當前播放的聲音是收音機還是RMVB等格式播放的聲音，系統(tǒng)選用ST公司的TDA7418，其通信接口也是I2C通信總線，可以直接接到I2C總線上進行通信。車載音頻功率放大器選用ST公司的TDA7384，其具有低失真度，低輸出噪聲，4路35 W功率放大器，直接驅(qū)動車內(nèi)喇叭。外部32 Mb的SPI Flash用來存儲嵌入式操作系統(tǒng)、用戶程序代碼和界面圖片。SDRAM功能是在系統(tǒng)啟動后將SPI Flash中的嵌入式操作系統(tǒng)和用戶程序Bootloader到SDRAM中，提高程序運行速率。

3 硬件設計
??? (1)電源處理單元
??? AML8613需要3．3 V、1．25 V電源，USB HOST接口單元需要5 V供電電源。其他芯片電源需求為5 V和3．3 V。轎車電源范圍一般為9～16 V。這就需要把車載電源轉(zhuǎn)換為上述3種電源，以給芯片供電。車載電源先經(jīng)L4979轉(zhuǎn)換成5 V，然后分別經(jīng)SPX1117M3-3．3 V和MP2103轉(zhuǎn)換成3．3 V和1．25 V。硬件設計如圖2所示。

??? 由于車載干擾因素非常多(例如發(fā)動機、點火系統(tǒng)、雨刮驅(qū)動電機和繼電器等)，最有威脅的干擾大都是共模干擾，小部分還有差模干擾，因此系統(tǒng)需要在電源輸入端加共模／差模干擾過濾電路，并加大鋁電解電容容量、電感量，并增加一個TVS管，以消除汽車電源輸入端的干擾。

(2)主控芯片AML8613接口單元
??? AML8613是系統(tǒng)主控制芯片，負責各個分模塊之間協(xié)同工作，同時其還集成視頻／音頻解碼硬件引擎。可見此芯片是系統(tǒng)的核心芯片，它的設計決定了系統(tǒng)的功能和可靠性。它對外硬件接口電路如圖3所示，其分為SPIFlash、SDRAM、KEY、紅外接收、調(diào)試接口、SD／MMC／MS、LISB HOST、音頻輸出、視頻輸出等模塊。

??? (3)音頻和視頻處理單元
??? AML8613輸出的視頻信號要與模擬顯示屏驅(qū)動相連，它們之間還需阻抗匹配，以避免視頻信號損耗。匹配電路選用的是π型電路，以使輸出阻抗和輸入阻抗得到匹配。其中從AML8613引腳G／Y／Y經(jīng)過圖4所示的匹配電路后輸出CVBS信號。
??? YPbPr視頻阻抗匹配電路也類似于圖4所示電路。匹配電路選用的是π型電路。AML8613的YPbPr對應引腳VDAC_DAC_G／VDAC_DAC_R／VDAC_DAC_B經(jīng)過阻抗匹配后輸出YPbPr信號。

??? 收音模塊Si4730對外通信接口為I2C總線，將它掛在系統(tǒng)I2C總線上，AML8613可以對其相關寄存器進行設置。收音機和AML8613輸出的音頻信號非常微弱，沒有足夠的功率驅(qū)動車載音響。它們通過音頻多路選擇器后輸入到音頻放大器TDA7384。其具體電路連接如圖5所示。

??? (4)SD和USB HOST接口單元
??? SD接口是讀取SD／MMC／MS數(shù)據(jù)，AML8613集成了SD接口，可以直接將三合一讀卡器連接到AML8613芯片相對應的引腳上。SD_CMD、SD_CLK、SD_WP、SD／MS_IN、SD-DO～SD_D3需要接4．7 kΩ上拉電阻，具體電路如圖6所示。

?(5)觸摸屏接口單元
??? 系統(tǒng)采用的是四線電阻式觸摸屏，它需要專用觸摸屏A／D采樣芯片TSC2003I，觸摸屏引腳分別接芯片引腳X+／X-／Y+／Y-。當在觸摸屏上有點擊時，TSC2003I就會實時將坐標通過I2C總線通知給主控芯片AML8613。其電路連接如圖7所示。

4 軟件設計
??? 本車載影音娛樂系統(tǒng)是一個實時嵌入式系統(tǒng)。該系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)自底向上包括4個部分，即嵌入式實時操作系統(tǒng)層、驅(qū)動層、功能模塊層和應用程序，如圖8所示。最底層是嵌入式操作系統(tǒng)層，這里是Amlogic公司自己開發(fā)的AVOS操作系統(tǒng)。文件系統(tǒng)支持FAT／FAT32／NTFS等格式。文件訪問模塊函數(shù)包含：進入目錄INT32S FileNavCD(CHARSTR*pCD-Path)、讀取當前文件目錄CHARSTR*FileNa-vGetCurrDir(void)、刷新當前目錄INT32S FileNa-vRefreshCuurem Dir(void)、讀取下一頁文件列表INT32S FileNavGetNextFileList(PAX、HNODE*pDesList，INT32U*pListLength，INT32U iGet-ListFlag)、讀取上一頁文件列表、搜索文件列表、讀取當前文件目錄、讀取當前文件列表的顯示文件類型、文件列表上下翻頁、進入文件目錄、讀取當前目錄名、進入設備目錄等。
??? 視頻解碼包括RM、RMVB、AVI、MPEG1／2／4、DIVX、XVID、VOB、AVI、DAT、M-JPEG、JPG、BMP、TIFF、PNG、GIF。系統(tǒng)采用嵌入式GUI(Graphic User Interface)。嵌入式GUI系統(tǒng)就是在嵌入式系統(tǒng)中為特定的硬件設備或環(huán)境而設計的圖形用戶界面系統(tǒng)。
??? 音頻驅(qū)動包括MP3、WMA、AAC解碼。音頻輸出模塊函數(shù)包含：初始化播放列表INT32S AWPlayListInit(INT32S list_num，INT32U*list_media_type，INT16U*max_list_item_num)、添加播放列表中的項目INT32SAWAddPlaylistItem(char*item_path，INT3 2 S item_media_t，INT16U item_index)、讀取播放列表第一個文件char*AWGetFirstlistIterm(INT32U media_type)、設置播放模式、清除播放列表、建立播放列表等。
??? 本系統(tǒng)建立了一個中心調(diào)度模塊，負責應用層和其他功能模塊(如文件訪問模塊、窗口模塊、視頻輸出模塊、音頻輸出模塊等)之間交互信息數(shù)據(jù)，并根據(jù)外設要求調(diào)度各個模塊應用程序，同時維護每個功能模塊的狀態(tài)。系統(tǒng)在正常工作時，等待用戶事件發(fā)生。一旦收到用戶事件，系統(tǒng)將調(diào)用相應的功能模塊，完成用戶指定的功能。當收到結(jié)束信號或程序結(jié)束時，則向中心調(diào)度模塊發(fā)送結(jié)束信號，同時釋放所占用的資源。
??? 應用層是軟件框架的最高層，編寫的是用戶應用代碼，主要完成車載娛樂影音系統(tǒng)各個模塊之間的協(xié)調(diào)操作。

5 結(jié) 論
??? 針對目前配備DVD車載影音系統(tǒng)高價位、難普及的特性，提出新一代車載影音系統(tǒng)方案，取代以DVD機芯為載體的高成本影音系統(tǒng)，通過存儲介質(zhì)提供影音片源，支持多種視頻、音頻格式，是低成本的車載多媒體系統(tǒng)。硬件和軟件系統(tǒng)都已通過測試，運行情況良好，能夠流暢播放多種格式的視頻流和收音AM／FM。其兼顧了車載播放功能和通用性，還彌補了傳統(tǒng)車載影音系統(tǒng)的不足，具有良好的市場應用前景。