一种移动介质的新型车载影音系统设计

1 工作原理

当今互联网上的影像资源80％以上都是以RMVB格式进行下载的，歌曲则以MP3、WMA格式为主，图片以JPG为主。通过移动介质对上述影音资源进行海量存储，形成一个“家庭影院”。然后通过USB或SD／MMC／MS接口插入本系统中，系统可以通过按键或触摸屏在AM／FM收音功能、影音功能和系统设置之间进行切换。在选择收音功能后，AM／FM收音模块开始工作，通过主微处理器对其进行控制，具有电台频道切换、自动搜台、半自动搜台等功能；在选择影音功能后，可以将存储影音文件的SD／MMC／MS卡、U盘或USB移动硬盘插入系统内，通过微处理器USB HOST对移动介质内文件进行读取，文件可以支持FAT／FAT32／NTFS等格式，系统对选择RMVB、MP3、JPG等不同格式进行硬件解码，解码后视频信号通过YPrPb或CVBS格式传输到液晶显示屏。解码后音频信号为微弱信号，需经过音频放大器后接车载音响。

2 整体设计

系统整体设计框图如图1所示。



微处理器芯片选用Amlogic公司的AML8613。它是音效／视频专用处理器，主要功能是：视频、音频解码，外围存储介质读取和处理，对触摸屏数据处理，收音机控制处理，模拟显示屏驱动芯片操作处理，按键及遥控器红外接收处理。AM／FM收音模块选用Silicon Labs公司的Si4730。它主要是完成AM、FM收音广播，同时还有搜台和存储功能。

为了更好地收看视频图像，系统采用低成本元太7"模拟屏。模拟显示屏驱动芯片采用台湾Terawins公司T108L。其采用I2C通信接口，可以通过AML8613对其初始化和控制操作。

4线电阻触摸屏采样芯片选用TSC2003，它是通过I2C总线与微处理器进行通信。音频多路选择器用于选择当前播放的声音是收音机还是RMVB等格式播放的声音，系统选用ST公司的TDA7418，其通信接口也是I2C通信总线，可以直接接到I2C总线上进行通信。车载音频功率放大器选用ST公司的 TDA7384，其具有低失真度，低输出噪声，4路35 W功率放大器，直接驱动车内喇叭。外部32 Mb的SPI Flash用来存储嵌入式操作系统、用户程序代码和界面图片。SDRAM功能是在系统启动后将SPI Flash中的嵌入式操作系统和用户程序Bootloader到SDRAM中，提高程序运行速率。

3 硬件设计

(1)电源处理单元　

AML8613需要3．3 V、1．25 V电源，USB HOST接口单元需要5 V供电电源。其他芯片电源需求为5 V和3．3 V。轿车电源范围一般为9～16 V。这就需要把车载电源转换为上述3种电源，以给芯片供电。车载电源先经L4979转换成5 V，然后分别经SPX1117M3-3．3 V和MP2103转换成3．3 V和1．25 V。硬件设计如图2所示。



由于车载干扰因素非常多(例如发动机、点火系统、雨刮驱动电机和继电器等)，最有威胁的干扰大都是共模干扰，小部分还有差模干扰，因此系统需要在电源输入端加共模／差模干扰过滤电路，并加大铝电解电容容量、电感量，并增加一个TVS管，以消除汽车电源输入端的干扰。

(2)主控芯片AML8613接口单元

AML8613是系统主控制芯片，负责各个分模块之间协同工作，同时其还集成视频／音频解码硬件引擎。可见此芯片是系统的核心芯片，它的设计决定了系统的功能和可靠性。它对外硬件接口电路如图3所示，其分为SPIFlash、SDRAM、KEY、红外接收、调试接口、SD／MMC／MS、LISB HOST、音频输出、视频输出等模块。

　

　

(3)音频和视频处理单元

AML8613输出的视频信号要与模拟显示屏驱动相连，它们之间还需阻抗匹配，以避免视频信号损耗。匹配电路选用的是π型电路，以使输出阻抗和输入阻抗得到匹配。其中从AML8613引脚G／Y／Y经过图4所示的匹配电路后输出CVBS信号。



YPbPr视频阻抗匹配电路也类似于图4所示电路。匹配电路选用的是π型电路。AML8613的YPbPr对应引脚 VDAC_DAC_G／VDAC_DAC_R／VDAC_DAC_B经过阻抗匹配后输出YPbPr信号。　

收音模块Si4730对外通信接口为I2C总线，将它挂在系统I2C总线上，AML8613可以对其相关寄存器进行设置。收音机和AML8613输出的音频信号非常微弱，没有足够的功率驱动车载音响。它们通过音频多路选择器后输入到音频放大器TDA7384。其具体电路连接如图5所示。



(4)SD和USB HOST接口单元

SD接口是读取SD／MMC／MS数据，AML8613集成了SD接口，可以直接将三合一读卡器连接到AML8613芯片相对应的引脚上。 SD_CMD、 SD_CLK、SD_WP、SD／MS_IN、SD-DO～SD_D3需要接4．7 kΩ上拉电阻，具体电路如图6所示。



(5)触摸屏接口单元

系统采用的是四线电阻式触摸屏，它需要专用触摸屏A／D采样芯片TSC2003I，触摸屏引脚分别接芯片引脚X+／X-／Y+／Y-。当在触摸屏上有点击时，TSC2003I就会实时将坐标通过I2C总线通知给主控芯片AML8613。其电路连接如图7所示。