SPHE8202T在車載DVD中的應(yīng)用

1 引言
    隨著汽車的日益普及和車用電子產(chǎn)品技術(shù)日趨成熟．大量汽車電子產(chǎn)品諸如車用MP3、車載DVD、汽車行駛記錄儀、GPS導(dǎo)航定位儀、車用電子狗等隨之面市。人們對(duì)于駕駛安全、舒適的日漸重視，也使得這些車用電子產(chǎn)品的市場(chǎng)需求趨。SPHE8202T是一款具有高性能，低成本的高集成的DVD處理器。相對(duì)于其他同類競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品而言，SPHE8202T在滿足MP3，WMA，DVD，MP4等基本解碼功能的基礎(chǔ)上，還具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，另外SPHE8202T還支持外接USB接口和SD卡。

2 SPHE8202T簡(jiǎn)介
2．1 主要特點(diǎn)
    SPHE8202T型DVD處理器內(nèi)部集成有DVD／CD的伺服控制器，MPEG解碼器，多通道、多格式的TV編碼器以及帶有高性能AC3系統(tǒng)的視頻D／A轉(zhuǎn)換器。SPHE8202T具有先進(jìn)的伺服技術(shù)使其可播放DVD，SVCD，VCD，CD—DA，HDCD，0K0，CD一ROM等碟片。SPHE8202T可實(shí)時(shí)解碼和回放IS0／IEC 11172MPEGl，1318 MPEG2和14496—2 MPEG4信號(hào)。SPHE8202T基本集成便攜式DVD和車載DVD的所有功能，其內(nèi)嵌的，相互隔離的硬件使其視頻質(zhì)量得到極大增強(qiáng)。
2．2 內(nèi)部功能模塊
    SPHE8202T具有如下內(nèi)部功能模塊：
    (1)32位精簡(jiǎn)指令集控制器 SPHE8202T采用一個(gè)32位精簡(jiǎn)指令集的控制器作為主控器管理伺服、用戶接口和解碼任務(wù)。該主控制器可以訪問所有內(nèi)存和設(shè)備，同時(shí)還有兩個(gè)協(xié)處理器：音頻處理器和I／0處理器。主控制器通過基于郵箱寄存器的握手協(xié)議實(shí)現(xiàn)與協(xié)處理器之間的通訊。主控制器還有指令緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，可以加快對(duì)SDRAM／ROM緩存區(qū)的訪問。SPHE8202T的屏幕視控系統(tǒng)(0n—Screen Disply，簡(jiǎn)稱OSD)也由主處理器管理。
    (2)數(shù)字視頻解碼器SPHE8202T內(nèi)部集成一個(gè)強(qiáng)大的MPEG視頻解碼器，可以對(duì)MPEG1／2／4視頻實(shí)時(shí)解碼。該視頻解碼器通過硬件對(duì)MPEGl／2／4數(shù)據(jù)解碼。32位精簡(jiǎn)指令集控制器用于視頻預(yù)處理。并把原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊DRAM緩沖區(qū)中，等待時(shí)序到來．該視頻解碼器將啟動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)比特流的解碼并為視頻回放回寫重構(gòu)的視頻幀。先進(jìn)的解碼技術(shù)和高性能的顯示控制機(jī)構(gòu)可防止視頻撕裂效應(yīng)。SPHE8202T還具有很強(qiáng)的視頻后處理能力，能夠提供更高的視頻質(zhì)量。例如：支持YUV411，YUV420，YUV422和8位顏色；支持水平方向和垂直方向縮放；對(duì)視頻對(duì)比度、亮度和色度的增強(qiáng)。
    (3)視頻D／A轉(zhuǎn)換器 SPHE8202T內(nèi)部集成一個(gè)4通道10位的高速視頻D／A轉(zhuǎn)換器，工作范圍為27～108 MHz。該D／A轉(zhuǎn)換器輸出可直接驅(qū)動(dòng)37．5Ω的負(fù)載。當(dāng)使用外部電流放大器時(shí)，可支持1/4電流和1／2電流的低功耗模式。
    (4)數(shù)字音頻解碼器SPHE8202T內(nèi)置一個(gè)專為嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化的高性能音頻DSP。該DSP通過郵箱寄存器或共享的內(nèi)存協(xié)議與32位精簡(jiǎn)指令集控制器通訊。如果升級(jí)適當(dāng)?shù)墓碳?，該DSP還能夠支持多標(biāo)準(zhǔn)音頻，在某種程度上甚至可以作為精簡(jiǎn)指令集控制器的加速器。SPItE8202T針對(duì)最小DVD系統(tǒng)還集成一個(gè)2通道的24位的音頻D／A轉(zhuǎn)換器。
    (5)音頻回放控制器音頻接口負(fù)責(zé)DSP服務(wù)和所有其他與音頻相關(guān)的任務(wù)。該控制器主要負(fù)責(zé)緩沖音頻PCM樣點(diǎn)，并轉(zhuǎn)換成SPDIF格式或當(dāng)數(shù)字音頻的6個(gè)通道都支持FS模式或正常模式時(shí)，把PCM樣點(diǎn)送到音頻D／A轉(zhuǎn)換器。
    (6)I／0處理器SPHE8202T內(nèi)置一個(gè)8位的微控制器，該微控制器有助于主控制器處理I／O任務(wù)．例如：紅外遙控、VFD等低速設(shè)備都可以通過8位微控制器進(jìn)行處理。
    (7)SDRAM控制器SPHE8202T中SDRAM控制器的設(shè)計(jì)能夠同時(shí)兼顧彈性和效率。它可通過編程外接1 MB或4MB的16位SDRAM。針對(duì)于不同等級(jí)的內(nèi)存器件，在滿足最優(yōu)性能的同時(shí)還支持彈性時(shí)序。SDRAM接口實(shí)際速率取決于系統(tǒng)配置。同時(shí)SPI-IE8202T還支持SDRAM低功耗模式。
    (8)TV信號(hào)編碼器SPHE8202T的嵌入式TV編碼器支持480i／480p／576i／576p／720p／1080i格式，并且支持CVBS／SVideo輸出。
2．3 OSD技術(shù)特點(diǎn)
    OSD是一種在屏幕上顯示文字圖像等相關(guān)信息的實(shí)時(shí)顯示技術(shù)。它可建立與用戶對(duì)話的顯示層，實(shí)時(shí)反饋用戶的輸入信息。同時(shí)支持多個(gè)0SD Region鏈接。實(shí)際上OSD工作原理就是OSD解碼器將用戶的OSD數(shù)據(jù)解釋為疊加在視頻輸出數(shù)據(jù)上層的圖形數(shù)據(jù)，然后再輸出顯示。
    SPHE8202T的OSD支持設(shè)置多個(gè)不同格式的OSD區(qū)域，用戶可以在一幀圖形數(shù)據(jù)上劃分多個(gè)OSD區(qū)域，每個(gè)OSD區(qū)域可設(shè)置其起始位置、大小、顏色格式。OSD區(qū)域支持4色和16色，并支持16位和24位真彩色。同時(shí)OSD還支持2倍、3倍和4倍的水平縮放。在顯示之前，OSD區(qū)域數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在主內(nèi)存中。顯示時(shí)，OSD解碼器讀取OSD頭信息和數(shù)據(jù)，通過中斷方式把這些信息作為圖像數(shù)據(jù)疊加在要輸出的視頻數(shù)據(jù)上。形成OSD層后，應(yīng)用時(shí)無需修改視頻的原始數(shù)據(jù)。

3 典型應(yīng)用
    圖1為SHPE8202T的典型應(yīng)用框圖。

3．1 主控制器
    主控CPU采用AT89S52其P1．0、P1．1、P1．2分另U接至 VFD 的 VFD_CLK,VFD_STB,VFD_DATA 3個(gè)引腳，使用3個(gè)I／O端口實(shí)現(xiàn)與SPHE8202T的通訊。AT89S523通過I／0端口控制T103,其I／0端口P1．6，P1．7分別接T103的SCL和SDA，通過AT89S52的I／0模擬I2C時(shí)序?qū)崿F(xiàn)。同時(shí)SPHE8202T輸出CVBS和S-Video信號(hào)(Y和C)給T103顯示驅(qū)動(dòng)器，其中SPHE8202T的DAC_B輸出CVBS信號(hào)，DAC_C和DAC_D分別輸出亮度和色度信號(hào)，如圖2所示。

3．2 顯示接口
    T103是一款高度集成的視頻驅(qū)動(dòng)器，它為便攜式應(yīng)用方案提供了一種通用的低成本解決方案。T103內(nèi)置1個(gè)TCON和3個(gè)內(nèi)嵌的高性能，9位的A／D轉(zhuǎn)換器。還具有可自由垂直縮放的控制器和采用較小幀緩存的解交錯(cuò)掃描器。T103帶有1 K字節(jié)RAM的OSD。T103通過一個(gè)2線的I2C接口與外部微處理器連接。T103視頻驅(qū)動(dòng)器支持CVBS,S-Video，YUV,ITU—R656／60l，模擬RGB，RGB666，RGB565等格式的輸入信號(hào)，能夠滿足SPHE8202T視頻輸出顯示需求。
[!--empirenews.page--]3．3 存儲(chǔ)器
    圖3是SPHE8202T存儲(chǔ)接口電路圖。SPHE8202T支持外接1 MB或4 MB的16位SDRAM和2位或4位的SPI接口的Flash。用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇SDRAM和Flash。SDRAM選用K4S641632，該款SDRAM性能穩(wěn)定可靠。Flash采用的M25P05,其性能較有優(yōu)勢(shì)。由于車載DVD比普通家用DVD的運(yùn)行環(huán)境更惡劣，且性能要求更高，因此M25P05能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

[!--empirenews.page--]3．4 SD卡和USB接口
    SPHE8202T支持外接的USB接口和SD卡，USB主機(jī)接口采用USB2．0協(xié)議和低功耗的3.3 V供電。SD卡接口支持SD卡，MMC卡和MS卡3種卡。圖4給出三卡合一的接口電路圖。

3．5 VFD接口與音頻輸出
    SPHE8202T提供真空熒光顯示屏(Vacuum FluorescentDisplay，簡(jiǎn)稱VFD)接口。由于車載DVD系統(tǒng)一般要求即使在不放碟時(shí)系統(tǒng)主控CPU仍是低功耗運(yùn)行，此時(shí)顯示面板上要提供當(dāng)前時(shí)間顯示，主控CPU對(duì)SPHE820ZT輸出待機(jī)控制信號(hào)。VFD顯示模塊是一種集顯示、控制與驅(qū)動(dòng)于一體的顯示器件，其最大特點(diǎn)是自身發(fā)光，特別適合在光線不足的條件下實(shí)現(xiàn)圖文信息顯示。VFD顯示的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是價(jià)格低廉。但是相對(duì)的顯示信息比較簡(jiǎn)單和單一，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，友好的圖形界面顯示，也不能夠?qū)崿F(xiàn)DVD視頻播放功能，所以車載DVD設(shè)計(jì)一般都采用LCD顯示。
    SPHE8202T還支持紅外遙控和2通道的模擬音頻輸出，用戶根據(jù)需要選擇相應(yīng)的外圍電路，實(shí)現(xiàn)IR和音頻輸出。

4 軟件設(shè)計(jì)
    系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括伺服控制和UI任務(wù)以及SPHE8202T與微控制器的通訊。由于整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，所以SUNPLUS公司提供有一個(gè)通用軟件包．用戶可以基于該開發(fā)包進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，大大節(jié)約成本，縮短開發(fā)周期。軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)：入口函數(shù)是int dvd_main(void)，首先初始化SPHE8202T，例如GPIO設(shè)置。模塊、變量、伺服以及外部接口的初始化。所有初始化完成后，系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)while(1)的死循環(huán)，系統(tǒng)任務(wù)和UI管理都在該循環(huán)中完成。循環(huán)中，系統(tǒng)不斷查詢下一個(gè)將要執(zhí)行的模塊，確認(rèn)將要執(zhí)行的模塊后，系統(tǒng)進(jìn)入該模塊執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。例如：系統(tǒng)進(jìn)入碟片模塊后，首先顯示對(duì)應(yīng)的用戶界面，然后執(zhí)行相應(yīng)的伺服動(dòng)作，初始化音頻，最后播放碟片，函數(shù)再進(jìn)入新的循環(huán)。并判斷該當(dāng)前模塊是不是碟片模塊，如果是，則判斷下一個(gè)將要執(zhí)行的動(dòng)作。如果不是就返回主循環(huán)，查詢看是否有另一個(gè)模塊要執(zhí)行操作。圖5為主程序流程。

    在車載DVD系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中既要考慮系統(tǒng)功能、性能要求及硬件電路，又要考慮軟件的易維護(hù)性和擴(kuò)展性，因此，采用模塊化結(jié)構(gòu)，使各個(gè)模塊具有獨(dú)立性。所以設(shè)計(jì)軟件時(shí)，盡量在軟件總框架下保持各個(gè)模塊的獨(dú)立性。

5 結(jié)語
    SPHE8202T是一款專門用于DVD解碼和控制的處理器，SUNPLUS公司為SPHE8202T提供有硬件公板和基本的軟件包，從而為用戶開發(fā)提供幫助。SPHE8202T功能全面，價(jià)格便宜，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但其熱量有點(diǎn)大，其正常工作溫度范圍為0℃～75℃，對(duì)于那些對(duì)溫度要求非常高和環(huán)境特別惡劣的應(yīng)用可能會(huì)有影響。針對(duì)這些特殊要求的應(yīng)用，可以選用SUNPLUS公司專門針對(duì)高要求環(huán)境而設(shè)計(jì)的SPHE8202TX或SPHE8202T-C系列器件。