車載影音系統集成解決方案

張繼達，張漢奇

（北京海爾集成電路設計有限公司，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、衛星導航、多媒體影音播放及數字電視接收等多功能車載電子系統成為高檔車的標志，并正向中檔車延伸。中國汽車工業經過幾十年的發展，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，產品也逐漸從低端向中、高端發展。然而，盡管中國電子產業制造能力全球領先，汽車電子或車載電子娛樂系統幾乎全被國外公司的方案所占領，中國廠商只能在收音機、衛星導航、多媒體影音播放及數字電視四大功能中的單一功能上提供后裝市場的產品，將四大功能集成于一體的系統還鮮有成熟的產品面世。

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

中國數字電視市場培育了一大批與數字電視產業相關的集成電路設計公司、整機設計生產公司、前端系統設計公司等，這些公司在數字電視領域形成了完整的產業鏈。另一方面，中國車載DVD設備生產廠家已形成規模，在車載產品的防震、防爆、抗高溫設計方面積累了足夠的經驗，產品的可靠性經過了實踐的檢驗，從產品、業務升級轉型、市場戰略布局角度考慮，也有開發新一代車載影音娛樂系統的需求。

將收音機、衛星導航、多媒體影音播放及數字電視四大功能集成在一個整機系統中，必須解決高可靠性、低功耗、多標準兼容、強抗干擾能力、生產設計簡單、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計環節著手，利用片上系統 （System On Chip，SOC）的優勢，提供單芯片解決方案。

2 系統框圖及功能

實現收音機、衛星導航、多媒體影音播放及數字電視四大功能集成系統如圖1所示。

圖中虛線框內為系統SOC單芯片IP模塊構成。其中信道部分包括：中國地面國標（DTMB）或歐標（DVB-T）信道解調器、數字音頻廣播（DAB）及調頻廣播（FM）信道解調器、衛星信道（GPS）解調器、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、顯示驅動、A/V DAC、內存/外設管理、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在收音/電視/導航模式下切換。倒車影像可通過USB接口接入系統，液晶屏在掛倒檔時自動顯示倒車影像。

系統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，硬件附帶有CA卡槽，可方便地為用戶解決不同地區電視CA解密的問題。

為適應移動使用需要，特配備了兩種不同容量的鋰電池：標準配置為7.4 V/2 000mAh，可連續使用2 h以上；增強型配置為7.4 V/4 000mAh，可連續使用4 h以上。電池采用可拆卸設計，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，不會出現普通鋰電池的爆炸現象，使用安全，且能量密度高，相對容量大。

3 系統性能

采用SOC方案的車載影音系統集成系統具有優越的性能：

●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，可解加密電視節目

●支持SDHC大容量SD卡標準和SDIO標準

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

●內置USB2.0 PHY

●數字RGB輸出，分辨力最大為1 024×768

●內置數字TCON，直接驅動數字屏

●內置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 結論

SOC方案的車載影音集成在實現多功能、高性能的同時，還具有如下優點：

●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

●設計、生產更容易，只有一塊PCB板而且面積大大減小，貼片點數降低

●可靠性高，系統器件少，不需要機械連接，故障率低，整機壽命長

●節能省電，減少多芯片間的功耗，能滿足越來越嚴格的節能減排要求