汽車導航多媒體系統設計與實現

甄理

摘要：隨著當前人們生活水平的不斷提高，汽車的擁有量也在不斷上升，在這個過程中，人們對汽車內部設施的要求越來越高，而汽車導航的多媒體系統受到人們的廣泛關注，文章也將其作為重點展開介紹。

關鍵詞：汽車導航；多媒體系統；設計

一、前言

近幾年來，我國的汽車工業和電子工業不斷發展，在技術水平上已經有了很大的提升，但是當前國產車多媒體信息系統功能單一，無法滿足人們的多樣化需求，在使用過程中也容易出現問題，因此需要不斷提高其性能。

二、系統結構

系統由音頻播放器、多媒體語音導航、電流表、伺服連接界面以及液晶屏組成。主處理器采用了基于ARM處理器的SIRF PRIMA和WIN CE6.0操作系統構成。并通過UART與STM8進行信息交互。單片機采用的是意法半導體公司的STM8單片機。另外的TFT控制板主要就是液晶顯示電路[1]。

三、硬件設計

主處理器采用SIRF Prima芯片。SIRF Prima芯片基于ARM11核心處理器擁有600MHZ主頻，頻率更高，運算速度更快。主要負責導航數據處理、觸摸屏的控制、與單片機的信息交互。微處理器采用STM8微控制器內核，存儲性能優異。主要功能包括音/視頻通道的切換，DVD/IPOD等外設的控制，并通過CAN總線實現了系統與汽車之間的信息交互[2]。

TFT控制板主要實現面板按鍵功能，與TFT液晶的外圍驅動電路。并采用LCD模塊進行信息的綜合顯示，克服了傳統車載多媒體的缺陷。三個硬件功能模塊之間既有聯系同時也具有相對的獨立性。為了考慮數據通信的有效性，在接口方式的選擇上，主CPU和芯片的接口只能是USB或者UART，而UART接口實現的功能應用廣泛，匹配性好，因此主CPU和芯片之間采用UART連接[3]。

四、需求分析

4.1 功能

隨機/循環播放、上下首切換、快進快退播放、暫停/停止、進出目錄、音/視頻切換以及選取歌曲功能；并讀取音樂的信息及狀態。

4.2 UI

IPOD Menu基本界面的顯示，當前播放操作顯示、時鐘文本顯示、當前播放曲目顯示、總曲目的顯示、當前播放時間顯示、該曲目總播放時間顯示、當前播放歌曲名稱的顯示、數字顯示當前音量大小。IPOD Menu列表界面的顯示，此界面中能夠顯示當前播放歌曲列表；列表欄目的顯示包括歌曲的ID和Song Name；在使用基本菜單界面中的上下翻頁箭功能時，能夠迅速刷新曲目列表至前一頁或者下一頁；手動觸摸點擊列表中任意一曲目欄時，有選中和播放該曲目的功能。IPOD Menu文本界面的顯示，此界面中能夠顯示當前播放歌曲的SongTitle、Artist和Album信息；當該信息長度長于規定的文本顯示界面時，該文本信息可以實現從左到右的自動滾動模式顯示。IPOD Menu數字鍵盤界面的顯示，此界面中能夠顯示0～9的數字按鈕，也包括刪除和確認按鈕；此界面中有一欄顯示欄，可以按順序顯示出被觸摸選中的數字按鈕所代表的數字；刪除按鈕能夠在顯示欄中刪去上一個觸摸選中的數字；選好數字以后，觸摸選中確認按鈕即可選擇播放ID為該數字的歌曲。

五、狀態分析

5.1 狀態的改變

當用戶進行UI操作時，首先將用戶的操作作為消息代碼進行分析，然后根據機器中當前已存儲的各種即時狀態，給每個操作進行不同的處理；在相應的操作執行完畢以后，自然就有一些與該操作相關的狀態被改變了，此時將狀態的改變記錄并保存下來。

5.2 狀態的使用

在時鐘TICK下，每隔一個很短的時間內，就判斷一下當前的即時狀態和已經存儲的狀態是否一樣，如果一樣則繼續檢測。

六、層次結構設計

6.1 結構分層原理圖

用戶操作（如觸摸屏和遙控器操作）通過UI層的處理，轉換為UI層消息發送，通過UI和CORE線程對消息進行分析，做出相應的處理。如果該消息進行的操作改變了狀態，就要對狀態進行記錄；如果是數據請求，就要給相應模塊發送數據；如果是數據發送，就要將所給數據存儲或者是顯示出來等；這些都是數據鏈路層的功能。機器與IPOD模塊之間的通信，包括通信口的打開關閉、底層通信方式等，都是UART層的功能。從下向上，IPOD播放信息能夠即時反饋給機器設備，首先通過底層通訊將已經打包好了的IPOD數據發送過來，發送方式是由IPOD協議支持的。數據鏈路層在接收到UART層發送來的數據包以后，一層一層進行解包，根據協議將命令和數據分離開來，將命令以消息的形式發送出去，并存儲數據。 通過UI和CORE線程對消息進行分析，調取相應的數據進行UI顯示處理。

6.2 數據接受流程

UART通過中斷接收IPOD數據，并將數據存儲起來，在數據鏈路層的接收處理過程中檢驗數據并將數據層層剝離。鏈路層按協議將數據包頭解析為：IPOD Address、Receive Address、Data Length、Data Lingo、Cmd Data、Check Sum。

6.3 數據發送流程

收到數據請求或者是主動發送數據，都需要發送相應的發送請求消息，處理線程收到該請求后，首先獲取需要發送的數據，然后將數據和相應命令加上包頭打包發送給UART層。根據協議包頭定義為：IPOD Address、Receive Address、Data Length、Data Lingo、Cmd Data、Check Sum。

七、開關機設計

7.1 UART通信設計

若選擇UART端口，建立一個UART中斷載體；初始化ipod的全部數據以及UART端口，并打開端口；在一定延時后，發送一個斷開的命令給ipod；關閉播放器，重復以上操作直到初始化ipod成功；設置成連接狀態，獲得內存消耗。

7.2 開/關機通信設計

當發生開/關機操作后，創建一個足夠大的緩沖區；獲取開/關機的包頭數據；將數據存儲到緩沖區內并發送。

八、結束語

文章將汽車導航多媒體系統作為敘述的主要內容，分別研究了汽車導航多媒體系統的構成、需求、狀態、硬件設計等方面的內容，旨在推動其現代化進程，不斷滿足人們的多樣化需要。

參考文獻：

[1] 王萬里. 一種車載多媒體導航升級系統及升級方法：， CN 105865477 A[P]. 2016.

[2] 馬文陽. 基于Gracenote的車載音樂播放管理系統的設計與實現[D]. 東南大學， 2017.

[3] 王麗， 李長玉. 射頻信號調節車載多媒體音量系統的設計和實現[J]. 電子測量技術， 2016， 39（12）：58-61.

（作者單位：長城汽車股份有限公司

河北省汽車工程技術研究中心）