汽車音響系統中的PND導航顯示系統的設計

摘 要 在介紹汽車音響導航系統基本知識的基礎上，針對可熱插拔導航PND設備提出了一種顯示系統的思想和設計實現。

關鍵詞 PND；HU；FOCUS；TEMPLATE；PRISM；TWUTL；SLIP；AUDIO

中圖分類號：TN949 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0016-02

現在國內的汽車音響產品市場越來越熱，功能集成度也越來越高，除了傳統的CD、DVD、RADIO之外，USB、SD、BLUETOOTH、IPOD已是常見功能，帶導航的音響產品也是越來越流行.本文提及的就是一種導航加收音機的產品。

1 汽車音響系統概述

汽車音響系統一般包括汽車音響的本體和功放系統，本體包括廣播信號的處理；對音樂媒質比如CD、DVD、USB、IPOD等的讀取；聲音數據處理包括去噪、前級放大、后級衰減；對一些執行部件比如changer的動作、滑動門等等的控制；功放系統一般包括外部功率放大器和多個高低音喇叭等。

本文談及的汽車音響指的是音響本體及HU-headunit。

1.1 常見的音響導航系統功能的介紹

傳統的汽車音響只是收音機和CD、MP3單碟功能，收音機也只是調頻、調幅，現在一般都支持USB、SD等，現在越來越多的音響產品集成了導航功能，目前常見的音響導航產品有兩種，一種是音響外接一個導航盒，組合成一個音響導航產品，導航本身沒有顯示屏，要借助音響的LCD顯示屏。另外一種是內嵌導航卡的DVD導航音響系統，通過本體上的按鍵可以呼出導航畫面，進而進行路徑的設置、地圖的搜索等導航功能的操作。

1.2 分離式汽車音響導航系統的設計介紹

上面兩種產品導航都不能脫離音響而獨立工作。本文提及的產品是一種導航可以熱插拔、并獨立于音響工作的產品，導航有自己的獨立顯示屏，稱之為PND（portable navigation device）。音響借用導航的顯示屏顯示信息，比如PS name、preset frequency等。本體在沒有顯示的情況下也可以進行收音機的正常操作，比如seek，preset切換、Band切換等。用戶在車里可以把PND插入音響中，組合成一個整體產品，人離開車時可以拔下PND，隨身攜帶，因為PND自身有LCD顯示，所以比較方便。

2 PND顯示系統的設計

在這我們要在雙micro系統傳統的顯示設計背景知識下介紹本文介紹的FOCUS設計思想。

2.1 傳統顯示模塊的介紹

在傳統的顯示系統中，一般顯示模塊要負責顯示的邏輯控制，比如畫面的遷移、畫面上Button的處理，顯示邏輯的控制，包括層次控制、邏輯控制等等，如圖1所示的那樣，視圖和邏輯控制都放在PND，但是一般情況下，視圖的控制邏輯都是和應用層密切相關的，也就是和radio側的應用程序密切相關的，所以這樣帶來的問題就是一些radio側的應用邏輯必須放在PND上實現，Radio側如果有新的需求，重新release的話，PND側也必須跟隨Radio側重新release，導致PND側工作量大，和應用層即Radio之間的接口非常復雜，不易維護，易出錯，且不能無縫遷移。

2.2 FOCUS設計思想

Focus的設計思想就是說，PND側只是負責顯示，具體如何顯示、顯示的邏輯控制、層次控制全部放到應用層來實現，本系統中就是全部放到Radio側來實現。PND只需關注具體的顯示實現，比如一個圖片，一個帶若干屬性的Button等。

這樣做的好處就是把與Radio具體應用相關的細節撇開，PND只需關注自身導航功能實現即具體的顯示實現。實現了PND與Radio之間接口簡單，PND獨立于Radio存在，可以遷移到任何遵循focus協議的Radio上，針對不同客戶的需求只是更改Radio側軟件，大大縮短了開發周期，使得整個系統更加穩定。

2.3 FOCUS架構設計

Focus設計的出發點是使用預定義的一些模版來顯示，模版內支持一整套可擴展的控件，比如Buttons，Labels，images，lists，sliders。控件有自己的屬性并可修改，比如label上的文本，button上的圖標等，控件有自己的觸發事件。

一些層次化的menu顯示，也是用層次化的模版來實現，如圖3，可以用若干層模版來疊加顯示。

每個template呢有一套控件，每個控件有自己的大小和位置屬性，這樣的話通過調整一個template中各個控件的大小和位置屬性就達到了不同的顯示layout。

更進一步的，每個控件有其他的一套顯示屬性，如圖5所示，通過調整這些詳細的屬性，高度、寬度、字體、顏色、字符串等等，就達到了一幅具體的template顯示 menu。

進而通過用戶觸發得到event，通過這些event得到和應用層的聯系，如圖6所示。

2.4 FOCUS設計的實現

事先PND側預定義好template，并按照上面介紹的思想預定義好若干屬性，由應用層，即Radio側來通過調用模版，設定模版的控件、設定控件的屬性，而達到自己的顯示menu，下面舉例來說明實現方式。

下面簡要通過按鍵來說明用戶觸發的交互，當用戶壓下Scan button后，PND負責發出這個button的壓下event，Radio側解析這個event是Scan，所以執行Scan的動作，然后把執行的結果更新至PND顯示，如圖9所示。

以上介紹了focus的思想和實現，具體在編碼層面，我們還需要進一步規劃設計focus的各個協議層，在本項目中，focus分為了4層協議，Slip、Twutl，Prism，Foucs，分別完成對不同控制信息和顯示信息的數據校驗，數據流控制、類型判斷、數據的解析和封裝。需要在PND和Radio側分別針對這4層協議進行實現，另外需要商定若干控制和畫面的優先級，比如setting up的就要求有較高的顯示優先級，因為這個畫面可能會在任何畫面下調出等，由于篇幅原因不在具體介紹。

3 結束語

本文介紹了一款音箱導航產品，手持式的PND，又可以和汽車音響配合使用，并在此基礎上概要介紹了focus思想及實現，在PND側實現focus后得到的好處：可移植性強、擺脫Radio側顯示邏輯控制細節，可以與Radio側實現并行的開發與release，整個系統的可靠性較高，使得整個音箱導航產品開發周期大大縮短。

參考文獻

[1]柯銀生.淺談汽車音響的顯示模塊關鍵技術[J].科技創新導報，2009（10）.

[2]陸戰華.線代汽車音響新技術應用[J].汽車世界，2006，20（7）.

[3]朱旻瓊.汽車電子信息系統設計[J].2006（3）.

[4]范鶯春，禍敏端，吳剛，等.基于嵌入式系統的車載DVD系統[J].電子技術，2004（04）.

作者簡介

劉建朋，上海人，高級系統工程師，計算機應用技術專業碩士研究生，現任職上海延鋒偉世通汽車電子有限公司。endprint

摘 要 在介紹汽車音響導航系統基本知識的基礎上，針對可熱插拔導航PND設備提出了一種顯示系統的思想和設計實現。

關鍵詞 PND；HU；FOCUS；TEMPLATE；PRISM；TWUTL；SLIP；AUDIO

中圖分類號：TN949 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0016-02

現在國內的汽車音響產品市場越來越熱，功能集成度也越來越高，除了傳統的CD、DVD、RADIO之外，USB、SD、BLUETOOTH、IPOD已是常見功能，帶導航的音響產品也是越來越流行.本文提及的就是一種導航加收音機的產品。

1 汽車音響系統概述

汽車音響系統一般包括汽車音響的本體和功放系統，本體包括廣播信號的處理；對音樂媒質比如CD、DVD、USB、IPOD等的讀取；聲音數據處理包括去噪、前級放大、后級衰減；對一些執行部件比如changer的動作、滑動門等等的控制；功放系統一般包括外部功率放大器和多個高低音喇叭等。

本文談及的汽車音響指的是音響本體及HU-headunit。

1.1 常見的音響導航系統功能的介紹

傳統的汽車音響只是收音機和CD、MP3單碟功能，收音機也只是調頻、調幅，現在一般都支持USB、SD等，現在越來越多的音響產品集成了導航功能，目前常見的音響導航產品有兩種，一種是音響外接一個導航盒，組合成一個音響導航產品，導航本身沒有顯示屏，要借助音響的LCD顯示屏。另外一種是內嵌導航卡的DVD導航音響系統，通過本體上的按鍵可以呼出導航畫面，進而進行路徑的設置、地圖的搜索等導航功能的操作。

1.2 分離式汽車音響導航系統的設計介紹

上面兩種產品導航都不能脫離音響而獨立工作。本文提及的產品是一種導航可以熱插拔、并獨立于音響工作的產品，導航有自己的獨立顯示屏，稱之為PND（portable navigation device）。音響借用導航的顯示屏顯示信息，比如PS name、preset frequency等。本體在沒有顯示的情況下也可以進行收音機的正常操作，比如seek，preset切換、Band切換等。用戶在車里可以把PND插入音響中，組合成一個整體產品，人離開車時可以拔下PND，隨身攜帶，因為PND自身有LCD顯示，所以比較方便。

2 PND顯示系統的設計

在這我們要在雙micro系統傳統的顯示設計背景知識下介紹本文介紹的FOCUS設計思想。

2.1 傳統顯示模塊的介紹

在傳統的顯示系統中，一般顯示模塊要負責顯示的邏輯控制，比如畫面的遷移、畫面上Button的處理，顯示邏輯的控制，包括層次控制、邏輯控制等等，如圖1所示的那樣，視圖和邏輯控制都放在PND，但是一般情況下，視圖的控制邏輯都是和應用層密切相關的，也就是和radio側的應用程序密切相關的，所以這樣帶來的問題就是一些radio側的應用邏輯必須放在PND上實現，Radio側如果有新的需求，重新release的話，PND側也必須跟隨Radio側重新release，導致PND側工作量大，和應用層即Radio之間的接口非常復雜，不易維護，易出錯，且不能無縫遷移。

2.2 FOCUS設計思想

Focus的設計思想就是說，PND側只是負責顯示，具體如何顯示、顯示的邏輯控制、層次控制全部放到應用層來實現，本系統中就是全部放到Radio側來實現。PND只需關注具體的顯示實現，比如一個圖片，一個帶若干屬性的Button等。

這樣做的好處就是把與Radio具體應用相關的細節撇開，PND只需關注自身導航功能實現即具體的顯示實現。實現了PND與Radio之間接口簡單，PND獨立于Radio存在，可以遷移到任何遵循focus協議的Radio上，針對不同客戶的需求只是更改Radio側軟件，大大縮短了開發周期，使得整個系統更加穩定。

2.3 FOCUS架構設計

Focus設計的出發點是使用預定義的一些模版來顯示，模版內支持一整套可擴展的控件，比如Buttons，Labels，images，lists，sliders。控件有自己的屬性并可修改，比如label上的文本，button上的圖標等，控件有自己的觸發事件。

一些層次化的menu顯示，也是用層次化的模版來實現，如圖3，可以用若干層模版來疊加顯示。

每個template呢有一套控件，每個控件有自己的大小和位置屬性，這樣的話通過調整一個template中各個控件的大小和位置屬性就達到了不同的顯示layout。

更進一步的，每個控件有其他的一套顯示屬性，如圖5所示，通過調整這些詳細的屬性，高度、寬度、字體、顏色、字符串等等，就達到了一幅具體的template顯示 menu。

進而通過用戶觸發得到event，通過這些event得到和應用層的聯系，如圖6所示。

2.4 FOCUS設計的實現

事先PND側預定義好template，并按照上面介紹的思想預定義好若干屬性，由應用層，即Radio側來通過調用模版，設定模版的控件、設定控件的屬性，而達到自己的顯示menu，下面舉例來說明實現方式。

下面簡要通過按鍵來說明用戶觸發的交互，當用戶壓下Scan button后，PND負責發出這個button的壓下event，Radio側解析這個event是Scan，所以執行Scan的動作，然后把執行的結果更新至PND顯示，如圖9所示。

以上介紹了focus的思想和實現，具體在編碼層面，我們還需要進一步規劃設計focus的各個協議層，在本項目中，focus分為了4層協議，Slip、Twutl，Prism，Foucs，分別完成對不同控制信息和顯示信息的數據校驗，數據流控制、類型判斷、數據的解析和封裝。需要在PND和Radio側分別針對這4層協議進行實現，另外需要商定若干控制和畫面的優先級，比如setting up的就要求有較高的顯示優先級，因為這個畫面可能會在任何畫面下調出等，由于篇幅原因不在具體介紹。

3 結束語

本文介紹了一款音箱導航產品，手持式的PND，又可以和汽車音響配合使用，并在此基礎上概要介紹了focus思想及實現，在PND側實現focus后得到的好處：可移植性強、擺脫Radio側顯示邏輯控制細節，可以與Radio側實現并行的開發與release，整個系統的可靠性較高，使得整個音箱導航產品開發周期大大縮短。

參考文獻

[1]柯銀生.淺談汽車音響的顯示模塊關鍵技術[J].科技創新導報，2009（10）.

[2]陸戰華.線代汽車音響新技術應用[J].汽車世界，2006，20（7）.

[3]朱旻瓊.汽車電子信息系統設計[J].2006（3）.

[4]范鶯春，禍敏端，吳剛，等.基于嵌入式系統的車載DVD系統[J].電子技術，2004（04）.

作者簡介

劉建朋，上海人，高級系統工程師，計算機應用技術專業碩士研究生，現任職上海延鋒偉世通汽車電子有限公司。endprint

摘 要 在介紹汽車音響導航系統基本知識的基礎上，針對可熱插拔導航PND設備提出了一種顯示系統的思想和設計實現。

關鍵詞 PND；HU；FOCUS；TEMPLATE；PRISM；TWUTL；SLIP；AUDIO

中圖分類號：TN949 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0016-02

現在國內的汽車音響產品市場越來越熱，功能集成度也越來越高，除了傳統的CD、DVD、RADIO之外，USB、SD、BLUETOOTH、IPOD已是常見功能，帶導航的音響產品也是越來越流行.本文提及的就是一種導航加收音機的產品。

1 汽車音響系統概述

汽車音響系統一般包括汽車音響的本體和功放系統，本體包括廣播信號的處理；對音樂媒質比如CD、DVD、USB、IPOD等的讀取；聲音數據處理包括去噪、前級放大、后級衰減；對一些執行部件比如changer的動作、滑動門等等的控制；功放系統一般包括外部功率放大器和多個高低音喇叭等。

本文談及的汽車音響指的是音響本體及HU-headunit。

1.1 常見的音響導航系統功能的介紹

傳統的汽車音響只是收音機和CD、MP3單碟功能，收音機也只是調頻、調幅，現在一般都支持USB、SD等，現在越來越多的音響產品集成了導航功能，目前常見的音響導航產品有兩種，一種是音響外接一個導航盒，組合成一個音響導航產品，導航本身沒有顯示屏，要借助音響的LCD顯示屏。另外一種是內嵌導航卡的DVD導航音響系統，通過本體上的按鍵可以呼出導航畫面，進而進行路徑的設置、地圖的搜索等導航功能的操作。

1.2 分離式汽車音響導航系統的設計介紹

上面兩種產品導航都不能脫離音響而獨立工作。本文提及的產品是一種導航可以熱插拔、并獨立于音響工作的產品，導航有自己的獨立顯示屏，稱之為PND（portable navigation device）。音響借用導航的顯示屏顯示信息，比如PS name、preset frequency等。本體在沒有顯示的情況下也可以進行收音機的正常操作，比如seek，preset切換、Band切換等。用戶在車里可以把PND插入音響中，組合成一個整體產品，人離開車時可以拔下PND，隨身攜帶，因為PND自身有LCD顯示，所以比較方便。

2 PND顯示系統的設計

在這我們要在雙micro系統傳統的顯示設計背景知識下介紹本文介紹的FOCUS設計思想。

2.1 傳統顯示模塊的介紹

在傳統的顯示系統中，一般顯示模塊要負責顯示的邏輯控制，比如畫面的遷移、畫面上Button的處理，顯示邏輯的控制，包括層次控制、邏輯控制等等，如圖1所示的那樣，視圖和邏輯控制都放在PND，但是一般情況下，視圖的控制邏輯都是和應用層密切相關的，也就是和radio側的應用程序密切相關的，所以這樣帶來的問題就是一些radio側的應用邏輯必須放在PND上實現，Radio側如果有新的需求，重新release的話，PND側也必須跟隨Radio側重新release，導致PND側工作量大，和應用層即Radio之間的接口非常復雜，不易維護，易出錯，且不能無縫遷移。

2.2 FOCUS設計思想

Focus的設計思想就是說，PND側只是負責顯示，具體如何顯示、顯示的邏輯控制、層次控制全部放到應用層來實現，本系統中就是全部放到Radio側來實現。PND只需關注具體的顯示實現，比如一個圖片，一個帶若干屬性的Button等。

這樣做的好處就是把與Radio具體應用相關的細節撇開，PND只需關注自身導航功能實現即具體的顯示實現。實現了PND與Radio之間接口簡單，PND獨立于Radio存在，可以遷移到任何遵循focus協議的Radio上，針對不同客戶的需求只是更改Radio側軟件，大大縮短了開發周期，使得整個系統更加穩定。

2.3 FOCUS架構設計

Focus設計的出發點是使用預定義的一些模版來顯示，模版內支持一整套可擴展的控件，比如Buttons，Labels，images，lists，sliders。控件有自己的屬性并可修改，比如label上的文本，button上的圖標等，控件有自己的觸發事件。

一些層次化的menu顯示，也是用層次化的模版來實現，如圖3，可以用若干層模版來疊加顯示。

每個template呢有一套控件，每個控件有自己的大小和位置屬性，這樣的話通過調整一個template中各個控件的大小和位置屬性就達到了不同的顯示layout。

更進一步的，每個控件有其他的一套顯示屬性，如圖5所示，通過調整這些詳細的屬性，高度、寬度、字體、顏色、字符串等等，就達到了一幅具體的template顯示 menu。

進而通過用戶觸發得到event，通過這些event得到和應用層的聯系，如圖6所示。

2.4 FOCUS設計的實現

事先PND側預定義好template，并按照上面介紹的思想預定義好若干屬性，由應用層，即Radio側來通過調用模版，設定模版的控件、設定控件的屬性，而達到自己的顯示menu，下面舉例來說明實現方式。

下面簡要通過按鍵來說明用戶觸發的交互，當用戶壓下Scan button后，PND負責發出這個button的壓下event，Radio側解析這個event是Scan，所以執行Scan的動作，然后把執行的結果更新至PND顯示，如圖9所示。

以上介紹了focus的思想和實現，具體在編碼層面，我們還需要進一步規劃設計focus的各個協議層，在本項目中，focus分為了4層協議，Slip、Twutl，Prism，Foucs，分別完成對不同控制信息和顯示信息的數據校驗，數據流控制、類型判斷、數據的解析和封裝。需要在PND和Radio側分別針對這4層協議進行實現，另外需要商定若干控制和畫面的優先級，比如setting up的就要求有較高的顯示優先級，因為這個畫面可能會在任何畫面下調出等，由于篇幅原因不在具體介紹。

3 結束語

本文介紹了一款音箱導航產品，手持式的PND，又可以和汽車音響配合使用，并在此基礎上概要介紹了focus思想及實現，在PND側實現focus后得到的好處：可移植性強、擺脫Radio側顯示邏輯控制細節，可以與Radio側實現并行的開發與release，整個系統的可靠性較高，使得整個音箱導航產品開發周期大大縮短。

參考文獻

[1]柯銀生.淺談汽車音響的顯示模塊關鍵技術[J].科技創新導報，2009（10）.

[2]陸戰華.線代汽車音響新技術應用[J].汽車世界，2006，20（7）.

[3]朱旻瓊.汽車電子信息系統設計[J].2006（3）.

[4]范鶯春，禍敏端，吳剛，等.基于嵌入式系統的車載DVD系統[J].電子技術，2004（04）.

作者簡介

劉建朋，上海人，高級系統工程師，計算機應用技術專業碩士研究生，現任職上海延鋒偉世通汽車電子有限公司。endprint