車載影音系統(tǒng)集成解決方案

張繼達，張漢奇

（北京海爾集成電路設(shè)計有限公司，北京 100088）

1 引言

2009年，中國已成為世界上第一大汽車市場，年銷售汽車1 360萬輛，其中高、中檔汽車占70%，收音機、衛(wèi)星導(dǎo)航、多媒體影音播放及數(shù)字電視接收等多功能車載電子系統(tǒng)成為高檔車的標(biāo)志，并正向中檔車延伸。中國汽車工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在引進、消化、吸收的過程中逐漸形成了諸如奇瑞、吉利、比亞迪等自主品牌，產(chǎn)品也逐漸從低端向中、高端發(fā)展。然而，盡管中國電子產(chǎn)業(yè)制造能力全球領(lǐng)先，汽車電子或車載電子娛樂系統(tǒng)幾乎全被國外公司的方案所占領(lǐng)，中國廠商只能在收音機、衛(wèi)星導(dǎo)航、多媒體影音播放及數(shù)字電視四大功能中的單一功能上提供后裝市場的產(chǎn)品，將四大功能集成于一體的系統(tǒng)還鮮有成熟的產(chǎn)品面世。

從實用性的角度看，上述四大功能的排序應(yīng)該是收音機、衛(wèi)星導(dǎo)航、多媒體影音播放及數(shù)字電視，但從技術(shù)復(fù)雜程度看，正好相反，在完成了最復(fù)雜的數(shù)字電視和多媒體影音播放功能后，增加衛(wèi)星導(dǎo)航和收音機功能相對比較容易。

中國數(shù)字電視市場培育了一大批與數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)相關(guān)的集成電路設(shè)計公司、整機設(shè)計生產(chǎn)公司、前端系統(tǒng)設(shè)計公司等，這些公司在數(shù)字電視領(lǐng)域形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。另一方面，中國車載DVD設(shè)備生產(chǎn)廠家已形成規(guī)模，在車載產(chǎn)品的防震、防爆、抗高溫設(shè)計方面積累了足夠的經(jīng)驗，產(chǎn)品的可靠性經(jīng)過了實踐的檢驗，從產(chǎn)品、業(yè)務(wù)升級轉(zhuǎn)型、市場戰(zhàn)略布局角度考慮，也有開發(fā)新一代車載影音娛樂系統(tǒng)的需求。

將收音機、衛(wèi)星導(dǎo)航、多媒體影音播放及數(shù)字電視四大功能集成在一個整機系統(tǒng)中，必須解決高可靠性、低功耗、多標(biāo)準(zhǔn)兼容、強抗干擾能力、生產(chǎn)設(shè)計簡單、成本控制等問題，而解決這些問題的最好方式是從集成電路設(shè)計環(huán)節(jié)著手，利用片上系統(tǒng) （System On Chip，SOC）的優(yōu)勢，提供單芯片解決方案。

2 系統(tǒng)框圖及功能

實現(xiàn)收音機、衛(wèi)星導(dǎo)航、多媒體影音播放及數(shù)字電視四大功能集成系統(tǒng)如圖1所示。

圖中虛線框內(nèi)為系統(tǒng)SOC單芯片IP模塊構(gòu)成。其中信道部分包括：中國地面國標(biāo)（DTMB）或歐標(biāo)（DVB-T）信道解調(diào)器、數(shù)字音頻廣播（DAB）及調(diào)頻廣播（FM）信道解調(diào)器、衛(wèi)星信道（GPS）解調(diào)器、SD/XD/MS接口適配器及USB2.0OTG接口適配器。

主控模塊完成 32位RISC CPU、H.264/MPEG-2/MPEG-4/AVS視頻解碼、JPEG/Motion JPEG解碼、音頻DSP（MPEG-1/MP3/AC-3/AAC/WMA 等）、OSD、3D GRAPHIC、圖像幅型比變換、隔行變逐行、圖像增強、圖像降噪、顯示驅(qū)動、A/V DAC、內(nèi)存/外設(shè)管理、芯片完整性檢測、程序保護、電源管理等。

共用的鞭狀天線可以實現(xiàn)在收音/電視/導(dǎo)航模式下切換。倒車影像可通過USB接口接入系統(tǒng)，液晶屏在掛倒檔時自動顯示倒車影像。

系統(tǒng)軟件可以集成全國各地廣電所采用的電視廣播采用的CA解密系統(tǒng)，硬件附帶有CA卡槽，可方便地為用戶解決不同地區(qū)電視CA解密的問題。

為適應(yīng)移動使用需要，特配備了兩種不同容量的鋰電池：標(biāo)準(zhǔn)配置為7.4 V/2 000mAh，可連續(xù)使用2 h以上；增強型配置為7.4 V/4 000mAh，可連續(xù)使用4 h以上。電池采用可拆卸設(shè)計，更換簡便，且兩種電池接口一致，可自由替換。本機所使用的鋰電池為新型聚合物鋰離子電池，不會出現(xiàn)普通鋰電池的爆炸現(xiàn)象，使用安全，且能量密度高，相對容量大。

3 系統(tǒng)性能

采用SOC方案的車載影音系統(tǒng)集成系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能：

●MIPS 4KECCPU，主頻 216MHz，8 kbyte I&D Cache

●硬件高速JPEG/Motion JPEG解碼器

●硬件ZOOM IN/OUT、圖像旋轉(zhuǎn)功能

●Motion-JPEG 25f/s@VGA

●DSP音頻解碼器，包括MPEG-1 layer I/II，MP3，AC-3，AAC，WMA 等

●采樣率為 8～48 kHz，碼率為 8～320 kbit/s，具備真正的均衡功能

●I2S接口音頻輸出

●支持16位SDRAM，容量為16～128Mbyte

●SPI串行Flash接口

●NAND Flash接口，支持SLC和MLC

●支持NAND啟動

● SD/MMC/miniSD/RS-MMC、MS/MS-PRO/MS-Pro DUO、XD 四合一卡

●小型CA卡插槽，可解加密電視節(jié)目

●支持SDHC大容量SD卡標(biāo)準(zhǔn)和SDIO標(biāo)準(zhǔn)

●高速USB2.0 OTG接口，可作為USB Device連接PC，可作為USB Host讀取U盤

●內(nèi)置USB2.0 PHY

●數(shù)字RGB輸出，分辨力最大為1 024×768

●內(nèi)置數(shù)字TCON，直接驅(qū)動數(shù)字屏

●內(nèi)置1路PWM DC-DC背光控制器

●3通道可編程GAMMA校正

●2層OSD，256/16色可選

4 結(jié)論

SOC方案的車載影音集成在實現(xiàn)多功能、高性能的同時，還具有如下優(yōu)點：

●整機成本更低，SOC方案的所需外圍元器件更少，可比多芯片方案成本降低50%左右

●設(shè)計、生產(chǎn)更容易，只有一塊PCB板而且面積大大減小，貼片點數(shù)降低

●可靠性高，系統(tǒng)器件少，不需要機械連接，故障率低，整機壽命長

●節(jié)能省電，減少多芯片間的功耗，能滿足越來越嚴格的節(jié)能減排要求