基于AUl200与OS8104的车载GPS

摘要：随着国内汽车电子产业的迅速发展，车载导航系统和MOST网络传输系统成为当今汽车电子产业界的两大热点。导航系统与MOST网络结合，使传统的GPS导航仪，不仅增加了流媒体播放功能，而且同时还减少了汽车布线，增加产品的抗电磁干扰性和可扩展性。对车载导航系统和MOST网络进行了研究，改进传统的车载导航系统，并给出设计方案。由于采用低功耗的AUl200和MOST网络设计，提高了系统的性能、集成度以及可扩展性，同时使得该系统具有功能强，功耗低，可靠性高等特点。
关键词：MOST；I2S；多媒体；GPS

    基于MOST(Media Oriented Systems Transport)车载光纤传输多媒体已成为汽车多媒体的主流，国外已将此技术普及到轿车上，并且对数字多媒体设备进行规范。采用MOST光网络传输不会受到电磁干扰的影响，同时也减少了总线布线。随着汽车光网络技术的发展，会有越来越多的汽车厂家支持MOST协议，因此，可以预测国内的汽车光纤传输多媒体视听产品亦将出现广泛的市场。

1 AUl200简介
    AMD公司于2005年1月推出了专门为多媒体设计的处理器AUl200。它支持NORFLASH，NAND FLASH启动，支持DDR I和DDR II SDRAM，支持RGB LCD显示，支持I2S，USB 2．0，SD卡等功能，是一款高性能低功耗的MIPS多媒体处理芯片。支持WINCE，Linux操作系统。

2 系统工作原理及芯片选型
    该系统选用Hynix的HY5DUl21622BT-D4364 MB DDRI内存，三星K9F1208UOB 64 MB NAND FLASH，富士康群创7寸LCD AT070TN83，顶天国际
REB3310 GPS模块，板上留有UART调试输出接口，方便调试。
    系统通过FLASH启动，将程序拷贝到内存中运行，用户可以通过触摸屏点击菜单选择需要运行的功能，如GPS，播放MP3、MP4，或者选择接收处理来自MOST网络的音频数据。在调试过程中，可以通过预留的DEBUG口外接LVTTL转RS 232电平转换芯片将调试信息输出到PC机，还可以通过USB升级烧录程序。SD卡可以存放电子地图、音视频文件或其他电子文件等。软件采用WINCE操作系统，WINCE带有AUl200 BSP驱动包，裁减方便。系统工作原理框图如图1所示。

2．1 I2S音频设计方案及其部分工作流程
    I2S芯片选用WM9713L芯片，该芯片的主要作用是将AUl200和OS8104传输过来的音频数据进行D／A转换，变成模拟的音频信号输出。WM-9713L芯片可实现两路I2S音频数据输入，支持AC97音频数据和PCM I2S音频数据输入接口，可以很方便地实现AUl200同WM9713L，OS8104同WM9713相连接。同时WM9713L PCM／I2S功能模块可以工作在四种工作模式：DSP模式，左声道模式，右声道模式和I2S模式，D／A时信噪比为94 dB，支持WINCE嵌入式操作系统。WM9713L同时还可以驱动四线式触摸屏。
    功放选用Supec公司的BTL类SA4871功放。该功放工作在电压范围DC 2．5～5．5 V，可以直接用锂电池供电，输出3 W功率。
    WM9713L附带BTL功放，由于WM9713L只有400 mW的输出功率，SA4871有3 W的输出功率，考虑到用户对音量的大小要求选择SA4871。
播放MP3、MP4等多媒体文件时，声音可以通过AUl200 I2S接口送到WM9713L进行D／A转换。如果需要播放通过MOST光纤传输的音频数据，这时可以通过设置WM9713L内部寄存器18H使音频数据直接通过WM9713L进行D／A输出。
    WM9713与AUl200 OS8104 I2S数据传输接线示意图如图2所示。

2．2 0S8104工作方式
    采用OASIS公司生产的OS8104，其主要作用是将光网络上的数据进行分解，输出I2S音频数据到WM9713L进行解码。其控制接口有多种工作方式，I2C，SPI，并口模式等，在这里选择I2C工作模式来配置OS8104的内部寄存器。
    OS8104 I2S支持多种数据源格式，如Philips，Sony，Matsushita等。由于WM9713L支持I2S的PCM数据格式，通过对比两者的时序波形图，选择Philips或MatslJshita，WM9713L工作在DSP模式。为了接收整个MOST系统的I2S数据，还需要配置OS8104寄存器来设定I2S的采样频率。这里采用44．1 kHz采样频率。MOST的数据传送使用512 b的帧，以及16个帧的块。每个帧内除了前导码和其他内部管理位以外，还包含有同步、异步和控制数据。MOST网络接口设备的源数据口配置为I2S串行方式，最大的同步数据传输率为：
   

3 软件界面开发
    采用WINCE 5．0嵌入式操作系统，其特点是性能稳定。EVC(Embedded Visual C++，是Windows CE下软件开发工具之一)开发图形界面，其特点是界面美观。EVC开发环境和Visual C++相似，基于VisualC++的开发人员比较容易熟悉并掌握EVC进行嵌入式应用界面开发。有较多的电子地图支持WINCE操作系统，如凯立德、道道通等。
    WINCE移植需裁剪，先安装WINCE 5．0 AUl200BSP驱动包再裁减，同时更改部分底层驱动程序。可以通过电脑RS 232串口输入按键来控制系统启动过程，其程序流程图如图3所示。

4 测试结果及性能分析
    AUl200功耗在400 MHz主频时低于400 mW，本系统AUl200内核在播放MP4或导航时工作在396 MHz主频，DDR工作在198 MHz，整机功耗小于
4 W(菜单操作，不含喇叭)。在播放MP3时通过降低系统和DDR频率，关闭GPS模块，使MOST处于零功耗状态模式等方式来降低功耗，经测试可使功耗降低1．5 W播放1 kHz采样率为44．1 kHz的正弦波，信噪比为85 dB，有比较好的音质效果。

5 结语
    该多媒体播放器，以低功耗、高性能、多用途为主要目标，选择AUl200为主芯片，尽量优化外部电路，降低功耗，增加使用寿命，提高用户体验。
    该设计的新颖之处：将MOST网络与多媒体GPS导航相结合，实现了MOST音频和节点流媒体音频的切换；采用WINCE操作系统，界面美观。