CN103873983A - 一种新型的车载音频系统设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明解决的技术问题是提供一种新型的车载音频系统设计方法，包含中央处理器、存储模块、双路数字模拟音频转换模块、多通道数字音频处理模块，音频功率放大器模块、3G音频输入输出模块、蓝牙音频输入输出模块、多路模拟音频切换模块。其特征是系统完善的解决多路音频的控制与播放，解决了车载环境下多路音源同时播放的问题，以达到在车辆行驶或到站的过程中信息的实时传递，提高车辆行驶的安全性，司机操作的便捷性，喇叭资源被充分利用，给乘客提供了优质的服务。同时配置的音频编解码模块具有录音功能，实时记录行车时状态。

Description

一种新型的车载音频系统设计方法

技术领域

本发明涉及一种车载音频系统设计方法，是一种基于嵌入式微处理器的设计方法。

背景技术

车载音频系统，是在各种车型如轿车，客车，校车，卡车等上面实现各种音源如数字电视、智能语音、FM收音机、多媒体播放或话筒等的播放，音量可调，喇叭可以被分组同时播放不同的音源，以达到在车辆行驶或到站的过程中信息的实时传递，提高车辆行驶的安全性，司机操作的便捷性，喇叭资源被充分利用，给乘客提供了优质的服务。同时配置的音频编解码模块具有录音功能，实时记录行车时状态。

目前，现有的车载音频系统存在以下问题：一、系统的集成度较低，实现多音源同时播放需要单独的设备分别来放音，操作不方便，播放也不易控制。车上各个音频播放设备多采用功能单一的独立产品拼装在而成，不利于系统成本降低，体积减小，对安装和使用操作要求较高。二、由于多由独立产品拼装，系统的可靠性相对较低，正常使用需要在结构和安装上耗费较多精力，返修率也较高。同时能耗较大。三、由于是拼装的方式实现复杂功能，系统非整体化设计，导致现有系统的操作性较差，为保证各个独立设备之间的切换和正常工作需要使用人员有较多的经验。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种新型的车载音频系统设计方法，特别实现基于嵌入式处理器的多音源音频信号的控制和播放。在本发明提供的设计方法的基础上可实现高集成度，小尺寸，低功耗，高可靠性的车载音频系统。     本发明的目的其特征在于所述的方法包含中央处理器、存储模块、双路数字模拟音频转换模块、多通道数字音频处理模块，音频功率放大器模块、3G音频输入输出模块、蓝牙音频输入输出模块、多路模拟音频切换模块。

上述的中央处理器为采用ARM-CotexA8内核及ARM-CotexA9内核的微处理器的系统级单芯片。该单芯片包含2个I2S接口，用于对音频编解码模块的控制；SD卡接口或TF卡接口或SATA硬盘接口，可保存录音文件。以及为保证该系统级单芯片正常工作的各种外设，如供电系统，数据存储器RAM，程序存储器ROM或FLASH等等。

上述的存储模块主要承担存储数据的功能，主要包括SATA硬盘存储、SD接口模块和USB接口模块等存储方式，SATA硬盘存储通过SATA接口与核心模块连接，支持大容量硬盘挂接，大大提高了本系统的存储能力。SD接口模块通过SDIO接口与核心模块相连，SD接口模块可以挂接大容量SD存储卡和其他SD卡接口外设。USB接口模块通过USB总线与核心模块相连，可外接USB闪存，实现数据存储和传输。

上述的双路数字模拟音频转换模块包含两块芯片，拥有一路模拟的麦克风录音的输入，两路模拟音源的输出，处理器通过I2S可以给任何一路输入音频数字信号。

上述的多通道数字音频处理处理模块，最多能支持6路立体声音源的输入，模块拥有3组立体声喇叭的输出，其中任何一路音源都可以切换到3组喇叭输出，3组喇叭也可以同时播放不同的音源。模块同时也可以调节输出每组喇叭的输出的增益和衰减，同组喇叭也可以混音。

上述的音频功率放大器模块，用于驱动扬声器放音，每个喇叭都由一块功放芯片驱动，模块可由外部开关来控制工作状态，有睡眠静音等功能。

上述的3G音频输入输出模块,处理器可在来电时将语音切换到司机控制台的麦克风小喇叭，方便司机在行驶途中接听电话，增加了安全性。

上述的蓝牙音频输入输出模块，可跟其它蓝牙设备配对，所配对设备的音频可切换到司机控制台的内喇叭。

上述的多路模拟音频切换模块，由处理器控制，用于对3G和蓝牙音频通路的切换。

本发明将上述各个模块集成在一块电路板上实现多达5组音源的控制与播放，每组音源可切换到三组立体声喇叭的任一个播放，大大降低实际产品的成本，体积和能耗，且性能和指标达到国际领先水平。

附图说明

图1是本发明的总体结构方框图；

图2是本发明的中央处理模块方框图；

图3是本发明的音频输入模块方框图；

图4是本发明的音频输出模块方框图；

图中：

1，核心模块  2，音频编解码模块  3，传输通信模块  4，存储模块  5，多路音频处理模块  6，多路模拟开关选择模块   7，音频功率放大模块  8，电源管理模块  9，微处理器  10，DDR存储器  11，iNAND存储器  12，音频编解码模块  13，3G模块  14，蓝牙模块  15，多路模拟音频处理模块  16，多路模拟开关选择模块  17，音频功率放大芯片  18，SD卡接口模块接口  19，SATA硬盘接口模块  20，USB模块接口 21，RS232串口22，FEC以太网模块 

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例对本发明作进一步说明。

在图1中，本发明是基于ARM Cotex-A8的核心模块，其特征在于该核心模块（1）集成了嵌入式微处理器（9）、DDR存储器（10），电源管理模块（8），iNAND存储器（11），该核心模块集成了系统中高速大容量的部分，相当于整个系统的大脑。

i.MX53微处理器（9）作为本发明的核心微处理器，是飞思卡尔半导体公司推出的基于ARM Cotex-A8内核的嵌入式微处理器，采用BGA封装，是汽车级应用的芯片，有广泛的适用范围。DDR RAM存储器（10）通过DDR数据地址总线与i.MX53微处理器（9）相连。所述的iNAND存储器（10）在本发明中采用的iNAND Flash闪存类型，通过SDIO接口与i.MX53微处理器（9） 相连。电源管理芯片（8）为i.MX53微处理器（9）提供电源，并根据i.MX53微处理器（9）的要求改变供电电压以达到优化功耗的目的。

所述的音频输入模块（2，3）通过I2S接口与核心模块（1）相连，在本发明中采用的音频编解码芯片是SGTL5000。

所述的多路音频处理模块通过I2C与核心模块相连，可以控制多音源输入时输出的切换，并且音频的增益和衰减可调，在本发明中采用的多路音频处理芯片是TDA7719。

所述的传输通信模块（3）主要承担本发明视音频数据和程序数据的通信和传输，包含3G模块接口（13）和蓝牙模块（14），所述的3G模块接口（13）和蓝牙模块（14）通过UART接口与核心模块相连，并通过多路模拟开关模块（6）选择3G或蓝牙的音频进入音频功率放大模块（7）。

所述的存储模块（4）主要承担存储视音频等数据的功能，主要包括SATA硬盘存储（19）、SD接口模块（18）和USB接口模块（20）等存储方式，SATA硬盘存储通过SATA接口（19）与核心模块（1）连接，支持大容量硬盘挂接。SD接口模块（18）通过SDIO接口与核心模块（1）相连，SD接口模块可以挂接大容量SD存储卡和其他SD卡接口外设。USB接口模块（20）通过USB总线与核心模块（1）相连，可外接USB闪存。

所述的Debug模块（7）是对本系统进行二次开发时主要的编译调试通道，主要包括RS232串口（21）、以太网接口（22），RS232串口（21）内含UART通信接口与核心模块（1）相连，并且通过DB9串口线与PC计算机连接，以实现对本系统的编译调试。以太网接口（22）与PC计算机连接将二次开发所需的代码程序等下载至Flash存储器（11），采用的网口芯片是LAN8720，支持10Mbps/100Mbps的网口传输速度。

Claims (9)

1. 一种新型的车载音频系统设计方法，其特征在于所述的方法包含嵌入式处理器核心系统、数据存储模块，双路数字模拟音频转换模块，多通道数字音频处理模块，音频功率放大器模块，3G音频输入输出模块、蓝牙音频输入输出模块，多路模拟音频切换模块。

2.如权利要求1所述的中央处理器，其特征在于所述的中央处理器为采用ARM-CotexA8内核及ARM-CotexA9内核的微处理器的片上系统。

3.如权利要求1所述的数据存储模块，其特征在于所述的存储器为SD卡或TF卡或SATA硬盘等大容量存储外设，用于存储录音的音频文件，以方便之后在任何时候可以通过播放器来播放录音。

4.如权利要求1所述的双路数字模拟音频切换模块，其特征在于其拥有两路的音频数字信号的输入，两路的音频模拟信号的输出，一路的录音模拟的输入。

5.如权利要求1所述的多通道数字音频处理模块，其特征在于其最多可以拥有六路立体声模拟信号的输入，一共三组立体声扬声器的输出，通路可以灵活切换，输出增益和衰减可调。

6.如权利要求1所述的音频功率放大器模块，其特征在于可在低功耗模式下驱动扬声器放音。

7.如权利要求1所述的3G音频输入输出模块，其特征在于用于在3G网络下通话。

8.如权利要求1所述的蓝牙输入输出模块，其特征在于与其它蓝牙设备进行配对播放对方音源。

9.如权利要求1所述的多路模拟音频切换模块，其特征在于用于3G音频与蓝牙音频的切换。

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