基于AUl200與OS8104的車載GPS

摘要：隨著國內(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AUl200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

    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)有越來越多的汽車廠家支持MOST協(xié)議，因此，可以預(yù)測國內(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。

1 AUl200簡介
    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AUl200。它支持NORFLASH，NAND FLASH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HY5DUl21622BT-D4364 MB DDRI內(nèi)存，三星K9F1208UOB 64 MB NAND FLASH，富士康群創(chuàng)7寸LCD AT070TN83，頂天國際
REB3310 GPS模塊，板上留有UART調(diào)試輸出接口，方便調(diào)試。
    系統(tǒng)通過FLASH啟動(dòng)，將程序拷貝到內(nèi)存中運(yùn)行，用戶可以通過觸摸屏點(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自MOST網(wǎng)絡(luò)的音頻數(shù)據(jù)。在調(diào)試過程中，可以通過預(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AUl200 BSP驅(qū)動(dòng)包，裁減方便。系統(tǒng)工作原理框圖如圖1所示。

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AUl200和OS8104傳輸過來的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行D／A轉(zhuǎn)換，變成模擬的音頻信號(hào)輸出。WM-9713L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)AUl200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。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AUl200 I2S接口送到WM9713L進(jìn)行D／A轉(zhuǎn)換。如果需要播放通過MOST光纖傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)，這時(shí)可以通過設(shè)置WM9713L內(nèi)部寄存器18H使音頻數(shù)據(jù)直接通過WM9713L進(jìn)行D／A輸出。
    WM9713與AUl200 OS8104 I2S數(shù)據(jù)傳輸接線示意圖如圖2所示。

2．2 0S8104工作方式
    采用OASIS公司生產(chǎn)的OS8104，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，通過對(duì)比兩者的時(shí)序波形圖，選擇Philips或MatslJshita，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)。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：
   

3 軟件界面開發(fā)
    采用WINCE 5．0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VisualC++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 AUl200BSP驅(qū)動(dòng)包再裁減，同時(shí)更改部分底層驅(qū)動(dòng)程序?？梢酝ㄟ^電腦RS 232串口輸入按鍵來控制系統(tǒng)啟動(dòng)過程，其程序流程圖如圖3所示。

4 測試結(jié)果及性能分析
    AUl200功耗在400 MHz主頻時(shí)低于400 mW，本系統(tǒng)AUl200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)模式等方式來降低功耗，經(jīng)測試可使功耗降低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
    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AUl200為主芯片，盡量優(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。