基于Alchemy Au1200的多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：本文結(jié)合Au1200的內(nèi)部架構(gòu)及特點(diǎn)，給出了既可滿足車載性能，又能應(yīng)用于便攜產(chǎn)品的多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，尤其是GPS及電源部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：多媒體；導(dǎo)航；Au1200

引言

多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)集成了現(xiàn)今深受歡迎的PMP和GPS的雙重功能，可以提供音視頻播放、GPS智能路徑指引、電子文檔瀏覽、圖片瀏覽等一系列服務(wù)。在多媒體播放方面，支持MPEG1、MPEG2、MPEG4、WMA V9 等主流格式媒體。

當(dāng)前，多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一為：從傳統(tǒng)的車載使用向便攜式方向發(fā)展，即實(shí)現(xiàn)多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)的車載功能和便攜式應(yīng)用的完美結(jié)合，隨時(shí)隨地給消費(fèi)者真正的現(xiàn)代科技成果享受。這也是本設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)之一。

基于Au1200的多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

總體方案設(shè)計(jì)

專門為便攜式播放器設(shè)計(jì)的低功耗、高性能微處理器Alchemy Au1200，采用了MIPS架構(gòu)，具有顯著優(yōu)點(diǎn)：功耗極低：＜400mW @ 400MHz；支持多種主流媒體格式；DVD視頻質(zhì)量(720×480)，可擴(kuò)展到1024×768；集成多媒體加速引設(shè)備，又可作為從設(shè)備使用；AES-128加密/解密保證安全；可編程串行控制器支持IIS、AC97、SPI、SMBus；支持Windows CE5.0和Linux2.6操作系統(tǒng)。

經(jīng)過(guò)對(duì)該芯片認(rèn)真研究，在搜集并分析了大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了基于Au1200的多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)方案，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。　　

圖1 基于Au1200的多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)內(nèi)存選用美光的DDR266 SDRAM，型號(hào)為MT46V32M16TG，采用2片并聯(lián)的形式，總?cè)萘?28MB，數(shù)據(jù)位寬為32位，內(nèi)存帶寬為1066MB/s，與Au1200的內(nèi)存控制器直接相連。

啟動(dòng) ROM為NOR型Flash存儲(chǔ)器，型號(hào)為S29GL256N，容量為32MB，16位的數(shù)據(jù)位寬，由于Au1200只有15根地址總線，故需要一片鎖存器74LVC16374，并配合ALE信號(hào)來(lái)鎖存地址，以完成S29GL256N與Au1200的連接。

主存儲(chǔ)器配置方面，考慮到價(jià)格因素，兼顧數(shù)據(jù)讀取速度，采用Hitachi公司的HTC426020G7CE10，存儲(chǔ)容量20GB。另外，可以通過(guò)SD卡座以及USB口存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，便于隨身攜帶。

聲卡芯片選用Wolfson公司的音頻+觸摸屏編譯碼器WM9712，不僅能處理聲音，還帶有觸摸屏控制器，接口采用AC’97標(biāo)準(zhǔn)。聲卡芯片輸出音頻信號(hào)至耳機(jī),喇叭以及射頻發(fā)送模塊選用ROHM公司的無(wú)線音頻傳輸芯片BH1417FV。其中，射頻發(fā)送模塊輸出音頻至汽車音響系統(tǒng)，可以大大改善音響效果。

兩個(gè)USB接口分別配置成HOST和DEVICE模式，使得該系統(tǒng)既可以作為主機(jī)連接USB設(shè)備，又可以作為從設(shè)備連接到其他主機(jī)的USB口。

按鍵部分的設(shè)計(jì)，每個(gè)常開(kāi)式按鍵的一端通過(guò)上拉電阻連接3.3Ｖ電源，另一端接至Au1200的GPIO口，由軟件檢測(cè)按鍵動(dòng)作并執(zhí)行相應(yīng)的操作。

LCD觸摸屏采用TOPSUN公司的TS40WD2B-02，4.0英寸，分辨率為 480×272，工作電壓為3.3V，接口類型為數(shù)字 24位 RGB，通過(guò)軟排線與Au1200的LCD控制接口連接。

GPS模塊設(shè)計(jì)

作為車載、便攜兩用產(chǎn)品，在滿足性能的前提下，模塊的體積必須要小。LEVAVE公司的GPS模塊GPS-R37定位精度在10m以內(nèi)，靈敏度高達(dá)-159dbm，而體積只有18×18mm，符合本方案設(shè)計(jì)要求。其與Au1200的連接方式如圖2所示。

圖2 GPS模塊硬件連接圖

其中，GPS模塊與Au1200微處理器之間的數(shù)據(jù)通信通過(guò)Au1200的串口進(jìn)行。供電方式方面，GPS模塊通過(guò)低壓差線性穩(wěn)壓器MCP1726與電源連接，并由Au1200控制通斷。這樣，保證GPS模塊工作時(shí)可以獲得穩(wěn)定的大電流，而在關(guān)斷狀態(tài)下則可以減少功耗。

由于GPS模塊與Au1200間通過(guò)Au1200的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，所以，軟件部分由主處理器的串口讀取GPS數(shù)據(jù)，采用GPS+地圖匹配的組合方法進(jìn)行GPS定位，再進(jìn)行進(jìn)一步的路徑規(guī)劃等操作，其流程如圖３所示。

圖3 導(dǎo)航軟件流程圖

電源設(shè)計(jì)

考慮到車載、便攜兩用功能，本系統(tǒng)采用的供電方式為：有外部電源或車載過(guò)程中，通過(guò)電壓適配器給系統(tǒng)供電；隨身攜帶時(shí)由系統(tǒng)自帶的一塊鋰電池供電，實(shí)現(xiàn)方案如圖４所示。SC805為微型大電流鋰離子電池充電器，可以對(duì)電池快速高精度地充電，并提供過(guò)充保護(hù)。LTC4411為低功耗電源路徑控制器，當(dāng)輸入端電壓大于輸出端電壓時(shí)，器件導(dǎo)通，反之器件停止工作。可以看出，當(dāng)連接外部電源時(shí)，SC805對(duì)電池快速充電至充滿為止，而LTC4411截止，系統(tǒng)由外部電源直接供電；當(dāng)無(wú)外部電源連接時(shí)，SC805不工作，LTC4411導(dǎo)通，系統(tǒng)由鋰離子電池供電。

圖4 電源供電方式

另外，為降低系統(tǒng)功耗，便于外出攜帶，在系統(tǒng)電源配置上：將Au1200的內(nèi)核供電電壓1.2V與外部I/O口供電電壓2.5V、3.3V進(jìn)行隔離。其中，1.2V由高效降壓控制器轉(zhuǎn)換得到，2.5V、3.3V分別由用SC192構(gòu)成的高效率降壓型DC/DC芯片轉(zhuǎn)換得到。

方案總結(jié)

如上設(shè)計(jì)的基于Au1200的多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)，采用400MHz主頻的Au1200，配合DDR內(nèi)存，大大提高了數(shù)據(jù)處理能力；高效動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)顯著延長(zhǎng)了音視頻播放時(shí)間，提高了電池壽命，便于隨身攜帶；20GB的主存儲(chǔ)器以及預(yù)留的可擴(kuò)展SD卡槽，可滿足大容量存儲(chǔ)需求。經(jīng)過(guò)調(diào)試，本系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)的性能參數(shù)要求。加上Au1200豐富的擴(kuò)展接口，這些優(yōu)勢(shì)賦予了本設(shè)計(jì)方案在多媒體導(dǎo)航領(lǐng)域的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力。■

參考文獻(xiàn)：
1. AMD Technologies Inc.Au1200 Processor Application Guide. http://www.amd.com/,2005-09
2. AMD Technologies Inc. AMD Alchemy Au1200 DataSheet. http://www.amd.com/,2005-01
3. 陳俊勇,鄧中亮.Windows CE.net設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)研究.微處理機(jī),2006年第3期，pp.49-51
4. 王慶江,董渭清.嵌入式系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)領(lǐng)域典型特性分析.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2002,(4)：11-33