CN104330810A - 一种基于soc的北斗多模导航车联网终端及设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于SOC的北斗多模导航车联网终端及设计方法,包括硬件架构和软件系统结构,所述硬件架构包括高集成度SOC芯片和外围硬件,所述高集成度SOC芯片集成了北斗/GPS/GLONASS三系统多模导航功能,其中,任意两个系统或三个系统可实现组合定位;所述软件系统结构包括硬件支撑平台、基础软件层、接口层和应用层,基础软件层运行在硬件支撑平台之上,接口层是运行在基础软件层之上,应用在接口层之上;所述的硬件支撑平台包括具有多模导航功能的SOC芯片和实现外围硬件功能的外围硬件模块;基于集成多模导航的SOC芯片,用户更换不同的导航系统组合的SOC芯片,同时更换应用于基础软件层支持操作系统的BSP。
Description
技术领域
本发明涉及车载电子技术领域,尤其涉及的一种基于SOC的北斗多模导航车联网终端及设计方法。
背景技术
随着我国“北斗卫星导航系统”的逐渐建成,北斗导航产业将会取得非常广阔的应用前景,同时,车联网也将是我国“北斗卫星导航系统”未来最为广阔且最具发展前景的民用领域之一。
目前北斗导航设计的方式主要是用北斗/GPS双模导航芯片替代原来的单GPS导航芯片,由于北斗/GPS双模导航芯片的量远小于已经成熟的单GPS导航芯片,相比之下,北斗/GPS双模导航芯片比单GPS导航芯片成本高出不少,在一定程度上限制了北斗导航在民用领域的广泛推广;另外,北斗/GPS双模导航芯片体积相对也比较大,设计北斗/GPS双模导航电路板的开发周期比较长,修改的工作量大。
SOC(System of Chips)系统是嵌入式技术在汽车电子上的高端应用,满足汽车电子产品和系统的功能不断扩展、逻辑渐趋复杂、子系统间通信频率不断提高的要求,功耗低,硬件结构和软件功能都有很强的扩展能力,系统集成度大大提高,降低了成本,代表着汽车电子技术的发展趋势。
因此,基于SOC技术设计北斗多模导航车联网终端,符合技术发展和推广北斗导航在民用市场应用的需求,所以现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于解决北斗导航在民用领域中推广遇到的成本高、体积大和设计周期长等问题。
本发明的技术方案如下:一种基于SOC的北斗多模导航车联网终端设计方法,包括硬件架构和软件系统结构,其中, 所述硬件架构包括高集成度SOC芯片和外围硬件,所述高集成度SOC芯片集成了北斗/GPS/GLONASS三系统多模导航功能,其中,任意两个系统或三个系统可实现组合定位;所述软件系统结构包括硬件支撑平台、基础软件层、接口层和应用层,基础软件层运行在硬件支撑平台之上,是上层软件运行的基础;接口层是运行在基础软件层之上,为上层应用软件提供支撑服务;应用层实现所有的业务功能;所述的硬件支撑平台包括具有多模导航功能的SOC芯片和实现外围硬件功能的外围硬件模块;基于集成多模导航的SOC芯片,用户更换不同的导航系统组合的SOC芯片,同时更换应用于基础软件层支持操作系统的BSP。
所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端设计方法,其中,所述硬件架构和软件系统结构均采用模块化设计。
所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端设计方法,其中,所述高集成度SOC芯片还内嵌有低功耗高性能的CPU、Boot ROM、LCD控制器、MCU、全格式高清视频编/解码模块、3D图形加速GPU、高清图像处理/虚拟图层控制引擎、DDR2/NAND Flash/SD Card控制器、通讯控制器和RTC。
一种基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其包括高集成度SOC芯片和外围硬件,其中,所述的高集成度SOC芯片内嵌有多模导航模块、CPU、Boot ROM、LCD控制器、MCU、全格式高清视频编/解码模块、3D图形加速GPU、高清图像处理/虚拟图层控制引擎、DDR2/NAND Flash/SD Card控制器;所述的外围硬件包括与3D图形加速GPU 连接的A/D转换模块、与全格式高清视频编/解码模块相接音频多媒体数字信号编/解码器、与多模导航模块相接的北斗/GPS射频和电子罗盘、与LCD控制器连接的LCD触摸屏、与通讯控制器连接的USB/HUB桥片。
所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其中,所述的DDR2/NAND Flash/SD Card控制器分别与DDR2内存、NAND Flash和SD卡连接。
所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其中,所述的音频多媒体数字信号编/解码器还分别与MIC模块、MUX模块和功放模块连接。
所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其中,所述的A/D转换模块还与摄像机连接。
所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其中,所述的USB/HUB桥片还分别与外部Host、3G通讯模块、Wifi模块连接。
本发明的有益效果:导航多媒体SOC芯片产品针对GNSS多媒体信息终端对通信/导航/识别/多媒体应用一体化共性需求,在处理器架构上进行了一系列优化,可以满足物联网、车联网等新兴热点应用需求,基于该芯片开发的北斗导航多媒体产品,集成度高、成本低,体积小,功耗低产品体积小、功耗低、北斗多模导航的成本接近单GPS导航,有利于北斗导航在民用市场的推广,同时,由于软件和硬件都按照模块化设计,产品升级周期短,性能稳定,将车载导航产品设计和应用提升到一个新的水平; 例如:产品如果从北斗/GPS双模导航修改为北斗/GLONASS双模导航方式时,产品只需要更换成对应的北斗/GLONASS双模的SOC芯片,接口层保持不变,应用层的电子地图软件修改卫星数据解析模块和卫星星历显示模块,其他的应用层软件保持不变,外围硬件模块驱动也保持不变。
附图说明
图1是本发明的硬件架构简明图。
图2是本发明的北斗/GPS双模导航设计软件系统结构简明图。
图3是本发明的升级设计软件系统结构简明图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示,硬件架构主要由高集成度SOC芯片和外围硬件组成,硬件架构采用模块化设计,如下:
高集成度SOC芯片内嵌有多模导航模块、CPU、Boot ROM、LCD控制器、MCU、全格式高清视频编/解码模块、3D图形加速GPU、高清图像处理/虚拟图层控制引擎、DDR2/NAND Flash/SD Card控制器;MCU是具有高保真的音频处理DSP功能的MCU,CPU是低功耗高性能32位CPU,并带有L1和L2高速缓存,多模导航模块是北斗/GPS/GLONASS三模导航中的任意两种系统组合或者三个系统;
外围硬件包括与3D图形加速GPU 连接的A/D转换模块、与全格式高清视频编/解码模块相接Audio Codec、与多模导航模块相接的北斗/GPS射频和电子罗盘、与LCD控制器连接的LCD触摸屏、与通讯控制器连接的USB/HUB桥片。
采用上述技术方案后,本发明外接的北斗/GPS射频天线就可以接收到北斗/GPS双模导航的卫星定位数据,并通过I2C等方式,外接电子罗盘等提高定位和导航精度的模块;此外,还支持MPEG4/H264视频编码,支持高清录像外接摄像头等采集设备
进一步,所述的DDR2/NAND Flash/SD Card控制器分别与DDR2内存、NAND Flash和SD卡连接;SOC芯片通过内存、储存卡控制器等接口与外接的内存、存储设备通讯,实现产品的存储读写等功能
进一步,所述的Audio Codec模块还分别与MIC模块、MUX模块和功放模块连接,可以实现声音输入和输出功能。
进一步,所述的A/D转换模块还与摄像机连接;可以实现视频输入和高清显示。
进一步,所述的USB/HUB桥片还分别与外部Host、3G通讯模块、Wifi模块连接;通过USB HUB桥片与SOC芯片连接,实现与多个USB设备通讯,实现产品的无线通讯等功能。
上述的Nand-flash内存是flash内存的一种,其内部采用非线性宏单元模式,为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案;DDR2(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准;SD Card (Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体闪存工艺的存储。Audio Codec即是音频多媒体数字信号编/解码器。
所述的外部Host即是USB设备中的一个主设备,其一端是标准的USB母口,另一端是mini USB或micro USB的T口。
如图2所示,本发明的软件系统结构包括硬件支撑平台、基础软件层、接口层和应用层;硬件支撑平台包括SOC芯片和外围硬件模块,SOC芯片内含有导航、CPU、MCU和控制器,外围硬件主要是具有通讯、储存、功放和显示的功能,基础软件层运行在硬件支撑平台之上,是上层软件运行的基础,包括BSP及外围硬件驱动程序;接口层是运行在基础软件层之上,为上层应用软件提供支撑服务,为专项SDK接口;应用层实现的所有业务功能,也即完成系统的功能需求,通过应用层中各模块的数据交互,有机地实现车辆监控、车辆导航、多媒体娱乐、移动通信等功能;
其中,SOC芯片是集成了北斗/GPS导航SOC芯片。
上述的BSP是板级支持包,是介于主板硬件和操作系统之间的一层,应该说是属于操作系统的一部分,主要目的是为了支持操作系统,使之能够更好的运行于硬件主板。如图2和图3所示,产品如果从北斗/GPS双模导航升级为北斗/GPS/GLONASS三模导航,或者修改为北斗/GLONASS双模导航方式时,产品只需要更换成对应的北斗/GLONASS双模的SOC芯片和BSP,SDK接口保持不变,应用层的电子地图软件修改卫星数据解析模块和卫星星历显示模块,其他的应用层软件保持不变,外围硬件模块驱动也保持不变,因此,产品需要做的修改很少,设计效率高,性能稳定。
类似的,如果更换某个外围硬件功能模块,例如通讯模块,从厂商A换成产商B的产品,只需要更换硬件模块和模块驱动,SDK设计相同的接口,应用层就不需要修改了。
综上所述,本发明的设计方案以SOC智能模组为核心,软件和硬件均采用模块化设计,SOC芯片产品针对车载电子通信/导航/多媒体等应用一体化共性需求,在处理器架构上进行了一系列优化,基于该芯片开发的北斗导航多媒体产品,集成度高、成本低,体积小,功耗低,模块化设计的产品升级周期短,性能稳定,将北斗导航在民用市场的应用提升到一个新的水平。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于SOC的北斗多模导航车联网终端设计方法,包括硬件架构和软件系统结构,其特征在于, 所述硬件架构包括高集成度SOC芯片和外围硬件,所述高集成度SOC芯片集成了北斗/GPS/GLONASS三系统多模导航功能,其中,任意两个系统或三个系统可实现组合定位;所述软件系统结构包括硬件支撑平台、基础软件层、接口层和应用层,基础软件层运行在硬件支撑平台之上,是上层软件运行的基础;接口层是运行在基础软件层之上,为上层应用软件提供支撑服务;应用层实现所有的业务功能;所述的硬件支撑平台包括具有多模导航功能的SOC芯片和实现外围硬件功能的外围硬件模块;基于集成多模导航的SOC芯片,用户更换不同的导航系统组合的SOC芯片,同时更换应用于基础软件层支持操作系统的BSP。
2.根据权利要求1所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端设计方法,其特征在于,所述硬件架构和软件系统结构均采用模块化设计。
3.根据权利要求1所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端设计方法,其特征在于,所述高集成度SOC芯片还内嵌有低功耗高性能的CPU、Boot ROM、LCD控制器、MCU、全格式高清视频编/解码模块、3D图形加速GPU、高清图像处理/虚拟图层控制引擎、DDR2/NAND Flash/SD Card控制器、通讯控制器和RTC。
4.一种基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其包括高集成度SOC芯片和外围硬件,其特征在于,所述的高集成度SOC芯片包括多模导航模块、CPU、Boot ROM、LCD控制器、MCU、全格式高清视频编/解码模块、3D图形加速GPU、高清图像处理/虚拟图层控制引擎、DDR2/NAND Flash/SD Card控制器;所述的外围硬件包括与3D图形加速GPU 连接的A/D转换模块、与全格式高清视频编/解码模块相接的音频多媒体数字信号编/解码器、与多模导航模块相接的北斗/GPS射频和电子罗盘、与LCD控制器连接的LCD触摸屏、与通讯控制器连接的USB/HUB桥片。
5.根据权利要求5所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其特征在于,所述的DDR2/NAND Flash/SD Card控制器分别与DDR2内存、NAND Flash和SD卡连接。
6.根据权利要求5所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其特征在于,所述的音频多媒体数字信号编/解码器还分别与MIC模块、MUX模块和功放模块连接。
7.根据权利要求5所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其特征在于,所述的A/D转换模块还与摄像机连接。
8.根据权利要求5所述的基于SOC的北斗多模导航车联网终端,其特征在于,所述的USB/HUB桥片还分别与外部Host、3G通讯模块、Wifi模块连接。
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