隨著我國汽車產業(yè)的興起，相關的車載電子產品需求量日益增長，已成為時下汽車產業(yè)和電子產業(yè)的研發(fā)熱點。在“娛樂、舒適與安全”的發(fā)展主題下，車載信息多媒體產品正演變?yōu)橐粋€融合多種新興技術的大平臺。

本文介紹的無線車載多媒體終端集通信、娛樂與安全控制于一體，采用32位MIPS微處理器Au1200，具有系統(tǒng)集成化、功能多樣化、技術一體化和通訊網絡化等特點，很好地滿足了車載信息多媒體技術發(fā)展的要求，可廣泛應用于鐵路、地鐵、客運汽車等交通系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)概述

系統(tǒng)采用客戶端／服務器端架構，由無線車載多媒體終端、車站服務器、監(jiān)控中心及通信網絡組成。系統(tǒng)架構如圖1所示。

無線車載多媒體終端的主要功能如下：

無線數據傳輸 車輛返回終點站時，車載終端通過802.11a／b／g無線網卡與車站無線AP建立通信鏈路，自動向服務器傳送播放結果文件，并下載播放列表和多媒體文件到本地硬盤。

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遠程監(jiān)控管理 車輛在線上行駛時，利用GPS技術，以短消息或GPRS數據通訊方式將車輛的位置、速度等信息發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心的控制命令也通過GPRS網絡發(fā)送到車載終端，進行實時信息交互。

多媒體文件播放 可根據用戶輸入進行相應操作，如播放、停止、暫停、播放進度調節(jié)、音量調節(jié)等。

3 硬件設計

終端選用AMD公司的Alchemy Aul200為主控芯片。這是一款基于MIPS架構，具有強大音視頻處理能力的嵌入式CPU，其豐富的外圍接口及低功耗特性可為車載電子產品提供理想的設計方案。終端硬件框架圖如圖2所示。

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該終端主要包含存儲模塊、多媒體處理模塊、無線通訊模塊、USB接口模塊。以下分別介紹幾個模塊的電路設計。

3.1 存儲模塊

系統(tǒng)存儲模塊由動態(tài)存儲器、靜態(tài)存儲器和本地存儲器構成，其設計基于Aul200芯片的存儲器接口特性。

3.1.1 動態(tài)存儲器設計

Aul200片內具有DDR SDRAM存儲控制器。為滿足應用需求，系統(tǒng)采用兩片NT5TU32M16AG并聯構建32 b的動態(tài)存儲器系統(tǒng)。每片NT5TU32M16AG的存儲容量為8 Mb×16 I／O×4 bank，數據寬度為16 b，主要作為系統(tǒng)程序的運行空間。其接口電路如圖3所示，兩芯片共用片選信號、讀寫信號和地址線，其數據輸出合成為32 b的數據總線。

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3.1.2 靜態(tài)存儲器設計

本設計采用1片TE28F128J3C NOR FLASH作為靜態(tài)存儲器。該芯片數據寬度為16 b，存儲容量為16 MB，主要用于存放bootloader、操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)以及應用程序。通過連接FLASH的CE0#與Aul200的RCS0#，將FLASH映射到Aul200存儲空間的基地址0xBFC00000處。系統(tǒng)上電或復位時，將從該地址啟動。

3.1.3 本地存儲器設計

為滿足視頻文件的存儲需求，本終端配有一個20 GB的IDE硬盤。硬盤接口的邏輯控制通過CPLD實現，Aul200的HD_CS[n]與A6～A4引腳一起構成地址總線，用于訪問硬盤內部寄存器；16位數據總線D0～D15通過總線收發(fā)器74LVC245進行電平轉換后與硬盤相連。

3.2 多媒體處理模塊

Aul200具有強大的多媒體處理功能，可支持MPEG2，MPEG4，AVI，MP3等多種媒體格式，其片內的媒體加速引擎MAE和可編程控制器PSC為音視頻處理提供了極大的方便。

3.2.1 視頻單元

本系統(tǒng)以電視為顯示終端。通過將Aul200 LCD接口輸出的逐行掃描信號轉換為隔行掃描信號，可滿足電視機對顯示輸入的要求。選用的視頻掃描轉換芯片為Focus EnhanceMent公司的FS453。Aul200與FS453的接口電路如圖4所示。

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為保證轉換后的圖像質量，需使FS453工作在虛擬主機的像素時鐘模式下。即將FS453的CLKOUT引腳輸出作為Aul200 LCD控制器的輸入時鐘，由FS453控制Aul200發(fā)送數字視頻信號的速率；而Aul200向FS453提供水平同步信號LCLK、垂直同步信號FCLK、像素時鐘信號PCLK和偏置信號BIAS，以實現兩者之間的協調工作。

FS453首先將接收到的圖像數據轉成YcrCb格式，并根據SDTV標準對圖像行數及每行像素數進行相應縮放，然后移除閃光并編碼成達到廣播級質量的交錯掃描式SDTV視頻，最后通過四路DAC通道發(fā)送至S端子。

3.2.2 音頻單元

終端采用音頻編解碼芯片UDA1380與CPU可編程串行控制器(PSC)構成音頻處理電路，具有線路輸入、麥克風輸入和立體聲輸出等接口，其電路示意圖如圖5所示。

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PSC支持AC97，IIS，I2C，SPI四種工作協議。系統(tǒng)通過設置寄存器psc_sel使PSC0為IIS模式，PSC1為I2C模式。其中，PSC1用于控制及初始化UDA1380，PSC0用于傳輸音頻數據。放音時，Aul200發(fā)送數據到UDA1380的DATAI引腳；錄音時，Au1200從UDA1380的DATAO引腳接收數據。

3.3 無線通信模塊

在實現音視頻處理的同時，本終端還融合了GPS，GPRS，802.11a／b／g等無線技術，以實現遠程監(jiān)控管理和數據無線傳輸。

GPS選用FALCOM公司的JP7-T，該模塊正常工作時功耗僅為200 mW，符合車載終端對低功耗的要求，主要由RF下變頻器、數字基帶解調器、內嵌ARM處理器以及內部GPS處理軟件四部分組成。Au1200向JP7-T模塊發(fā)送設置命令，控制GPS的狀態(tài)和工作方式；其后，接收自身位置、速度等信息，并存儲到外掛FLASH中等待GPRS發(fā)送。

GPRS模塊選用Simcom公司生產的Sim300，該模塊支持GSM／GPRS 900／1 800／1 900 MHz三頻網絡，內嵌強大的TCP／IP協議棧。模塊上電復位后，首先進行工作參數設置，然后通過配置網絡得到本地動態(tài)IP，完成GPRS的Internet接入。

無線網卡選用ASUS公司的WL-167G，該網卡支持802.11a／b／g協議，室外的覆蓋距離達330 m，最高傳輸速率54 Mb／s，可滿足車站AP覆蓋范圍及數據傳輸速率的要求，很好地解決了人工裝載數據帶來的工作量大及時效性差等問題。

上述模塊中，GPS和GPRS模塊分別與Au1200的UART0和UART1相連，WL-167G與擴展的USB口相連。

3.4 USB接口模塊

Au1200內含USB控制器，可支持EHCI與OHCI。本設計采用USB Hub芯片GL850A擴展了4組下行連接埠，可兼容高速／全速／低速設備傳輸。擴展的USB口用于外接攝像頭、無線網卡、無線上網卡等設備。

4 結 語

本文介紹了一種基于Au1200的無線車載多媒體終端硬件設計方案。其優(yōu)勢在于：成本低，功耗小，接口豐富，可擴展性強，符合信息化、智能化的管理要求。隨著車載信息多媒體系統(tǒng)產業(yè)的不斷規(guī)范以及信息基礎設施建設的進一步推進，該終端將會有更廣闊的市場前景。