多媒体系统芯片 集成凝聚的汽车音频系统

 汽车需要信息和娱乐系统的特殊组合。当今信息娱乐电子采用真正的多媒体方法。汽车用信息娱乐系统需要为汽车驾驶员的操作提供相关信息，而这些信息往往是至关重要的。驾驶员收听娱乐、路况报告和来自像卫星寻航系统的信息。而后座的乘客希望把视频娱乐内容加到系统中。

    设计问题

    除了凝聚和可靠地呈现给驾驶员和乘客信息这一基本任务外，另外的问题是为用户提供可以控制系统的可靠实用方法。另外，也必须考虑汽车电子所遇到的恶劣环境。话音激活和控制能提供高级安全性，但是，在嘈杂环境下实现就不是一件容易的事情。另外，汽车本身也要考虑系统的占位面积和重量，而且热管理也是关键。

    即使只考虑音频系统设计也会呈现出复杂的情况。硬件需要处理不同的传输方法和元件编码。CD、SD和Mini-SD卡和便携MP3播放机必须是能适应所有共同格式。除音频CD外，系统的CD播放机应该能够覆盖像ISO9660和CD-ROM这样的数据传输类型。

    译码音频文件不是一个微不足道的任务，用户希望系统能以良好的声音质量适应MP3、AAC、WMA和ATRAC所有共同文件格式。在较高级的系统，音频基信息(如路况播报)需要译码和包含在系统输出中。

    汽车音频CD播放机易于振动，因此要注意在盘失读时，为保持实时音频输出所具有的大量存储器。这样的RAM存储器可能较大地增加成本和整个的占位面积。元件少和高集成度对汽车环境是很有利的。汽车所用设备也需要具有低功率特机模式，在汽车引擎关闭时，应避免信息娱乐系统从电池中继续耗电。

    多媒体系统芯片

    正在出现的集成方案简化设计人员的任务，使更多的音频功能占满可用的空间。最新的集成系统芯片(SoC)方案包括Toshiba公司的TC94A34，TC9A70FG(Zipang-1)和TC94A73 MFC(Zipang-2)方案。这三款器件具有较高集成度，设计人员能灵活地决定是否购买一个完整的方案，或靠自己的IP与设计经验来实现设计的关键部分。三个器件都提供全范围的音频译码功能。TC94A70FG增加了CD控制电路；TC94A73MFG是一个单封装系统(SiP)方案，它集成有FCRAM(快速周期RAM)来实现ESP(电冲击保护)功能。

    采用集成器件由于减少了元件数和没有系统处理器开锁，所以能较大地简化车辆多媒体系统的实现。Zipang IC可实现的功能包括：CD-DA播放模式(带CD-text)，压缩的音频播放，ISO9660盘分析和控制，音频播放和数据传输的CD-ROM模式。不需要另外的元件也可提供数字滤波器、平衡和动态范围控制，以及声域控制。

    新器件的音频译码DSP功能包括支持MP3、WMA、ATRAC3、ATRAC CD和AAC音频格式，专用的CD功能有包括一个数字伺服系统处理器(带集成RF放大器和音频DAC)。

    所有3个器件都提供并行接口和4线串行接口，可直接连接微控制器。串行数字音频和模拟接口(3个I2S输入，一个I2S输出和一个SPDIF连接)为音频输入和输出提供设灵活性)。

    应用实例

    基于新器件的典型CD/音频 系统结构(图1)包括立MCU、Zipang器件、微控制器/固件、CD和SD卡硬件。

    在此实例中，CD驱动通过I2S接口与Zipang器件通信。在全配置IC情况下，可以处理CD头放大、同步幅度差保护和插入、解调、误差校正和伺服系统控制。从CD读出的PCM数据馈入集成音频DAC，DAC支持标准PCM音频定时输入和输出并包含内置数字滤波。

    事实上微控制器和Zipang器件之间的通信对主要的主MCU而言是从属的，可选择通过并行或串行接口进行。采用Toshiba公司专利话音IP的TMP91CY22F micro可以接收输入的交通信息，编码此信息可节省存储器空间，并译码消息提供给驾驶员所希望的最新交通信息。此外，可以增加一个另外的EEPROM用于永久交通信息的存储，它通过SPI与微控制器连接。

    TMP91CY22F micro本身执行读和管理来自SD卡数据文件所需的程序，传输来自音乐文件的ID3标签和提供用户功能(如播放目录和混合播放)，见图2。整个系统结构要求消耗尽可能少的功率。只要需要，在不工作时，器件处于休眠模式并具在事件控制下被“唤醒”。在SD卡读机情况下，插入一个卡将唤醒整个系统程序，这是在micro控制下进行的。控制器本身可以通过其内部定时器初始化系统操作或者主机提供唤醒输入到micro和Zipang器件。

    结语

    本文所述结构表明在车辆环境中集成多内容源和多数据格式，以增加性能和驱动的能力，这种趋势会继续下去，车辆音频器件随着音频技术的发展需要增加复杂性，而元件也需要包含所增加的编译码器。

    器件也将延续增加集成度，进一步降低元件数、功耗和主机开销。随着这种结构被广泛采用，对开发系统的需求也会增加，以便加速产品上市。