汽车导航多媒体系统设计与实现

甄理

摘要：随着当前人们生活水平的不断提高，汽车的拥有量也在不断上升，在这个过程中，人们对汽车内部设施的要求越来越高，而汽车导航的多媒体系统受到人们的广泛关注，文章也将其作为重点展开介绍。

关键词：汽车导航；多媒体系统；设计

一、前言

近几年来，我国的汽车工业和电子工业不断发展，在技术水平上已经有了很大的提升，但是当前国产车多媒体信息系统功能单一，无法满足人们的多样化需求，在使用过程中也容易出现问题，因此需要不断提高其性能。

二、系统结构

系统由音频播放器、多媒体语音导航、电流表、伺服连接界面以及液晶屏组成。主处理器采用了基于ARM处理器的SIRF PRIMA和WIN CE6.0操作系统构成。并通过UART与STM8进行信息交互。单片机采用的是意法半导体公司的STM8单片机。另外的TFT控制板主要就是液晶显示电路[1]。

三、硬件设计

主处理器采用SIRF Prima芯片。SIRF Prima芯片基于ARM11核心处理器拥有600MHZ主频，频率更高，运算速度更快。主要负责导航数据处理、触摸屏的控制、与单片机的信息交互。微处理器采用STM8微控制器内核，存储性能优异。主要功能包括音/视频通道的切换，DVD/IPOD等外设的控制，并通过CAN总线实现了系统与汽车之间的信息交互[2]。

TFT控制板主要实现面板按键功能，与TFT液晶的外围驱动电路。并采用LCD模块进行信息的综合显示，克服了传统车载多媒体的缺陷。三个硬件功能模块之间既有联系同时也具有相对的独立性。为了考虑数据通信的有效性，在接口方式的选择上，主CPU和芯片的接口只能是USB或者UART，而UART接口实现的功能应用广泛，匹配性好，因此主CPU和芯片之间采用UART连接[3]。

四、需求分析

4.1 功能

随机/循环播放、上下首切换、快进快退播放、暂停/停止、进出目录、音/视频切换以及选取歌曲功能；并读取音乐的信息及状态。

4.2 UI

IPOD Menu基本界面的显示，当前播放操作显示、时钟文本显示、当前播放曲目显示、总曲目的显示、当前播放时间显示、该曲目总播放时间显示、当前播放歌曲名称的显示、数字显示当前音量大小。IPOD Menu列表界面的显示，此界面中能够显示当前播放歌曲列表；列表栏目的显示包括歌曲的ID和Song Name；在使用基本菜单界面中的上下翻页箭功能时，能够迅速刷新曲目列表至前一页或者下一页；手动触摸点击列表中任意一曲目栏时，有选中和播放该曲目的功能。IPOD Menu文本界面的显示，此界面中能够显示当前播放歌曲的SongTitle、Artist和Album信息；当该信息长度长于规定的文本显示界面时，该文本信息可以实现从左到右的自动滚动模式显示。IPOD Menu数字键盘界面的显示，此界面中能够显示0～9的数字按钮，也包括删除和确认按钮；此界面中有一栏显示栏，可以按顺序显示出被触摸选中的数字按钮所代表的数字；删除按钮能够在显示栏中删去上一个触摸选中的数字；选好数字以后，触摸选中确认按钮即可选择播放ID为该数字的歌曲。

五、状态分析

5.1 状态的改变

當用户进行UI操作时，首先将用户的操作作为消息代码进行分析，然后根据机器中当前已存储的各种即时状态，给每个操作进行不同的处理；在相应的操作执行完毕以后，自然就有一些与该操作相关的状态被改变了，此时将状态的改变记录并保存下来。

5.2 状态的使用

在时钟TICK下，每隔一个很短的时间内，就判断一下当前的即时状态和已经存储的状态是否一样，如果一样则继续检测。

六、层次结构设计

6.1 结构分层原理图

用户操作（如触摸屏和遥控器操作）通过UI层的处理，转换为UI层消息发送，通过UI和CORE线程对消息进行分析，做出相应的处理。如果该消息进行的操作改变了状态，就要对状态进行记录；如果是数据请求，就要给相应模块发送数据；如果是数据发送，就要将所给数据存储或者是显示出来等；这些都是数据链路层的功能。机器与IPOD模块之间的通信，包括通信口的打开关闭、底层通信方式等，都是UART层的功能。从下向上，IPOD播放信息能够即时反馈给机器设备，首先通过底层通讯将已经打包好了的IPOD数据发送过来，发送方式是由IPOD协议支持的。数据链路层在接收到UART层发送来的数据包以后，一层一层进行解包，根据协议将命令和数据分离开来，将命令以消息的形式发送出去，并存储数据。 通过UI和CORE线程对消息进行分析，调取相应的数据进行UI显示处理。

6.2 数据接受流程

UART通过中断接收IPOD数据，并将数据存储起来，在数据链路层的接收处理过程中检验数据并将数据层层剥离。链路层按协议将数据包头解析为：IPOD Address、Receive Address、Data Length、Data Lingo、Cmd Data、Check Sum。

6.3 数据发送流程

收到数据请求或者是主动发送数据，都需要发送相应的发送请求消息，处理线程收到该请求后，首先获取需要发送的数据，然后将数据和相应命令加上包头打包发送给UART层。根据协议包头定义为：IPOD Address、Receive Address、Data Length、Data Lingo、Cmd Data、Check Sum。

七、开关机设计

7.1 UART通信设计

若选择UART端口，建立一个UART中断载体；初始化ipod的全部数据以及UART端口，并打开端口；在一定延时后，发送一个断开的命令给ipod；关闭播放器，重复以上操作直到初始化ipod成功；设置成连接状态，获得内存消耗。

7.2 开/关机通信设计

当发生开/关机操作后，创建一个足够大的缓冲区；获取开/关机的包头数据；将数据存储到缓冲区内并发送。

八、结束语

文章将汽车导航多媒体系统作为叙述的主要内容，分别研究了汽车导航多媒体系统的构成、需求、状态、硬件设计等方面的内容，旨在推动其现代化进程，不断满足人们的多样化需要。

参考文献：

[1] 王万里. 一种车载多媒体导航升级系统及升级方法：， CN 105865477 A[P]. 2016.

[2] 马文阳. 基于Gracenote的车载音乐播放管理系统的设计与实现[D]. 东南大学， 2017.

[3] 王丽， 李长玉. 射频信号调节车载多媒体音量系统的设计和实现[J]. 电子测量技术， 2016， 39（12）：58-61.

（作者单位：长城汽车股份有限公司

河北省汽车工程技术研究中心）