CN106671907B - 一种双屏显示车载信息娱乐系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双屏显示车载信息娱乐系统，包括车载主机和安装在车载主机中的Linux软件系统，车载主机包括主控CPU、第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片、第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片、仪表MCU、内存SDRAM、第一LCD、第二LCD、触摸芯片和液晶触摸屏，第一LCD通过第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片连接主控CPU，仪表MCU通过第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片连接主控CPU，第二LCD与仪表MCU相连接，触摸芯片与主控CPU相连，液晶触摸屏连接触摸芯片，并液晶触摸屏贴合设置在第一LCD上；内存SDRAM的容量至少为1GB，第一LCD设置在中控位置，第二LCD设置在仪表位置。本系统可实现第一LCD和第二LCD同时显示图像信息的功能，功能齐全，有效提高了行车的安全性。

Description

一种双屏显示车载信息娱乐系统
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，尤其涉及一种汽车车载信息娱乐系统，具体地说是涉及一种具有双屏显示功能的车载信息娱乐系统。
背景技术
随着汽车工业的不断发展，车上提供的车载系统为驾驶人员及乘客提供了一些服务，这些服务包括收音机、导航、互联网等服务。其中导航和车身实时信息提醒特别重要，它们可以为驾驶人员提供实时可靠的路况信息及驾驶信息。然而现有的车载信息系统一般都是设置在中控位置，在车载信息系统中显示地图和车身信息，这样在行车时驾驶人员查看会很不安全。因此，基于现有的车载信息系统中所存在的问题，因此，迫切的需要一种新型的车载信息系统来解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中车载信息系统所存在的技术问题，提供一种双屏显示车载信息娱乐系统，该系统整体结构设计巧妙，提供了丰富的信息娱乐显示功能，操作使用方便，通过分别在中控位置及仪表处同时设置两个显示屏幕来对车载娱乐信息及车身信息进行区别显示，有效提高了驾驶人员行车过程中查看信息的安全性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种双屏显示车载信息娱乐系统，包括车载主机和安装在车载主机中的Linux软件系统，所述Linux软件系统的底层软件系统使用U-boot及Linux Kernel，上层软件系统使用Yocto定制rootfs(Root Fils System,根文件系统)。所述车载主机包括主控CPU、第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片、第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片、仪表MCU、内存SDRAM、第一LCD、第二LCD、触摸芯片和液晶触摸屏，所述主控CPU和内存SDRAM相连接，所述第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片与第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片上的LVDS串行器芯片均通过差分信号线连接LVDS解串器芯片，所述第一LCD通过第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片连接主控CPU，所述仪表MCU通过第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片连接主控CPU，所述第二LCD与仪表MCU相连接，所述触摸芯片与主控CPU相连接，所述液晶触摸屏连接触摸芯片，并且所述液晶触摸屏贴合设置在第一LCD上；所述内存SDRAM的容量至少为1GB，所述第一LCD设置在中控位置，所述第二LCD设置在仪表位置；所述主控CPU采用TI公司的Jacinto 6汽车处理器，第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片使用TI公司的DS90UB925串行器/解串器，第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片使用TI公司的DS90UB921串行器/解串器，第一LCD采用10寸液晶屏CLAA104EA01，第二LCD采用8寸液晶屏CLAA080WM01，触摸芯片采用Cypress的电容触摸芯片。
其中，所述车载主机还包括主控MCU，所述主控MCU与车辆的供电电源和CAN总线相连接，所述主控MCU通过SPI/UART与主控CPU相连接，所述主控MCU一方面负责车载主机的电源管理，在开机时按指定时序给主控CPU及所有模块供电，而在关机时按指定时序断电，另一方面还负责处理CAN总线传输的来自CAN网络的CAN信号。
所述车载主机还包括至少一路摄像头和视频解码芯片，所述摄像头连接视频解码芯片，所述视频解码芯片连接主控CPU。
具体的，所述车载主机包括四路摄像头，四路摄像头均与视频解码芯片相连接，其中，一路摄像头作为行车记录的前置摄像头设置在车内后视镜前方，一路摄像头作为倒车影像的后置摄像头设置在车尾，剩下另外两路摄像头分别设置在车体两侧的左、右后视镜上，作为行车辅助使用。
所述车载主机还包括GPS/北斗导航芯片、音频解码器芯片和Radio芯片，所述GPS/北斗导航芯片连接主控CPU，以获取位置信息给导航定位，所述音频解码器芯片的控制端连接主控MCU，音频解码器芯片的IIS连接主控CPU，为车载主机提供声音输入及输出，所述Radio芯片连接主控CPU以提供FM、AM信号。
另外，所述车载主机还包括三轴陀螺仪芯片和加速度计芯片，所述三轴陀螺仪芯片连接主控CPU以为车载主机提供角加速度数据，所述加速度计芯片连接主控CPU以为车载主机提供加速度信息。
所述的第一LCD和第二LCD分别在内存SDRAM上预留不同的两块区域，所预留的两块区域供主控CPU中的VOUT控制单元使用，VOUT控制单元配合Linux Kernel中的显示代码逻辑实时的获取这两块区域中的图像信息并把它们分别传送到第一组LVDS串行芯片和LVDS解串器芯片中的LVDS串行芯片以及第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片中的LVDS串行芯片上，以完成第一LCD和第二LCD同时显示图像信息的功能。
作为本发明的一种改进，所述车载主机还包括EMMC芯片，所述EMMC芯片连接主控CPU，用于存放系统的镜像文件、用户数据及导航地图信息等，并且EMMC芯片直接焊接在车载主机上。
作为本发明的一种改进，所述车载主机还包括蓝牙芯片和USB接口，所述蓝牙芯片连接主控CPU，通过蓝牙外接无线设备，所述USB接口为车载主机提供外接存储设备。
相对于现有技术，本发明所提出的双屏显示车载信息娱乐系统整体结构设计巧妙，拆卸组装维修更换方便，成本较低，通过分别在中控位置设置第一LCD和在仪表位置设置第二LCD来分别进行车载信息和娱乐信息显示，大大提高了行车过程中驾驶人员查看信息的安全性；通过两组LVDS串行芯片和LVDS解串器芯片可在中控位置的第一LCD上显示详细的导航信息和娱乐信息，而在仪表位置的第二LCD显示简略的导航及包括胎压信息、车身报警信息、时间、里程、油耗等的车身信息，也大大提高了车载信息娱乐系统的信息显示的全面性；另外，该车载信息娱乐系统使用U-boot启动，运行时使用Linux内核(即LinuxKernel)和Yocto作为上层文件系统，性能稳定、通用性强且易于维护和扩展；此外，系统的车载主机上还设有四路摄像头和视频解码芯片，可在车辆行驶过程中实时监控车辆在前后左右的路况信息，其中，一路摄像头作为行车记录的前置摄像头设置在车内后视镜前方，一路摄像头作为倒车影像的后置摄像头设置在车尾，剩下另外两路摄像头分别设置在车体两侧的左、右后视镜上，作为行车辅助使用。
附图说明
图1为本发明优选实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
如图1所示，给出了一种双屏显示车载信息娱乐系统，包括车载主机和安装在车载主机中的Linux软件系统。所述车载主机包括主控CPU、第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片、第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片、仪表MCU、内存SDRAM、第一LCD、第二LCD、触摸芯片和液晶触摸屏。所述主控CPU和内存SDRAM相连接，所述第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片与第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片上的LVDS串行器芯片均通过差分信号线连接LVDS解串器芯片。所述第一LCD通过第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片连接主控CPU，所述仪表MCU通过第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片连接主控CPU，所述第二LCD与仪表MCU相连接。所述触摸芯片与主控CPU相连接，所述液晶触摸屏连接触摸芯片，并且所述液晶触摸屏贴合设置在第一LCD上。液晶触摸屏为用户提供车载信息娱乐系统的输入接口，通过触摸芯片接收液晶触摸屏中产生的触摸信号并进行处理后送至主控CPU中进行处理，因此，液晶触摸屏充当了车载信息娱乐系统的主要输入接口。所述内存SDRAM的容量至少为1GB，为车载信息娱乐系统提供内存。所述第一LCD设置在中控位置，所述第二LCD设置在仪表位置。在本优选实施例中，考虑到中控位置及仪表位置的尺寸，将第一LCD采用10寸LCD，而将第二LCD采用8寸LCD，以确保装配方便的前提下，尽可能地设置较大屏幕的液晶显示屏LCD，以便于用户查看信息。
其中，主控CPU提供丰富的总线接口，包括UART、I2C、SPI、LVDS、IIS、HDMI、RGB、GPIO、MMC、SDIO等等，对连接在主控CPU上的各模块进行控制。CPU同时提供两组RGB信号并同时把信号传给两组LVDS串行芯片，此信号被串行化后，一路串行信号传递给仪表MCU，由仪表MCU处理后显示到8寸LCD上，另一路串行信号传递给10寸LCD直接显示。
仪表MCU主要负责仪表的显示、速度信号处理、油耗处理、里程管理、仪表的电源管理及报警音等。10寸LCD显示完整的导航与娱乐信息，8寸LCD是由仪表MCU实际控制，接受来自CPU输出的画面，经仪表MCU处理后再显示到8寸LCD上，显示的内容可以根据具体需求做不同的定制，比如可以显示简略的导航信息、听音乐时显示歌曲信息、听收音机时显示电台信息、胎压信息、车身报警信息、时间、里程、油耗等。
另外，所述车载主机还包括主控MCU，所述主控MCU与车辆的供电电源和CAN总线相连接，所述主控MCU通过SPI/UART与主控CPU相连接，所述主控MCU一方面负责车载主机的电源管理，在开机时按指定时序给主控CPU及所有模块供电，而在关机时按指定时序断电，另一方面还负责处理CAN总线传输的来自CAN网络的CAN信号，比如速度信号、倒车信号、报警音信号等。此主控MCU与仪表MCU没有直接的关系，两者是均连接在CAN总线上的。
在系统的各种电源模式(包括正常运行模式、关机模式、临时使用模式、异常模式等)下，主控MCU管理车载信息娱乐系统的各种工作状态及运行模式，实时处理CAN网络信息，同时把必要的信息传递到CAN网络中，当然也会传输一些需要主控CPU处理的信息给主控CPU。其中，关机模式是指车载主机待机电流保持0.1mA，此时只有主控MCU工作。临时使用模式是指在车辆未点火时使用车载主机，此模式下允许车载主机工作一定的时长(一般不超过1小时)，以防止汽车的供电电源电量被耗光。异常模式是指车载主机供电异常，当供电电源的电压不在9-16V之间时，车载信息娱乐系统会处于该模式下，此时主控MCU中的部分模块(如电源管理、CAN控制器模块等)会正常工作，其他各模块会被断电。
在本优选实施例中，所述车载主机包括有四路摄像头和视频解码芯片，在车辆行驶过程中为车载信息娱乐系统提供倒车影像、行车辅助及行车记录等，并且都是显示在10寸LCD上。四路摄像头均与视频解码芯片相连接，采用四路摄像头可在车辆行驶过程中实时监控车辆在前后左右的路况信息，其中，一路摄像头作为行车记录的前置摄像头设置在车内后视镜前方，一路摄像头作为倒车影像的后置摄像头设置在车尾，剩下另外两路摄像头分别设置在车体两侧的左、右后视镜上，作为行车辅助使用。在实际使用时，一个视频解码芯片最多可以接四路摄像头，主控CPU上可以接两个视频解码芯片，以便能扩展更多的功能。比如：360环视时就需要接两个视频解码芯片，主控CPU接收一个视频解码芯片上的四路摄像头的信息，组合后形成360环视，并显示在10寸LCD上。并且主控CPU接受另一个视频解码芯片上的四路摄像头，前置摄像头和车身两侧的摄像头用作行车辅助，前置摄像头单独可用作行车记录，后置摄像头用作倒车影像。
所述车载主机还包括GPS/北斗导航芯片、音频解码器芯片和Radio芯片，所述GPS/北斗导航芯片连接主控CPU，以获取位置信息给导航定位，为车载信息娱乐系统中的导航应用提供位置信息及速度信息，并且，GPS/北斗导航芯片可以根据策略或信号强弱来调整选用GPS还是北斗提供数据。所述音频解码器芯片的控制端连接主控MCU，音频解码器芯片的IIS连接主控CPU，为车载主机提供声音输入及输出，从而为车载信息娱乐系统提供声音处理服务，它可以根据策略播放出不同音源的声音也可以为车载信息娱乐系统录入声音。所述Radio芯片连接主控CPU以提供FM、AM信号为车载信息娱乐系统提供收音机服务。
所述车载主机还包括三轴陀螺仪芯片和加速度计芯片作为GPS/北斗导航芯片的辅助芯片构成惯性导航，其中，所述三轴陀螺仪芯片连接主控CPU以为车载主机提供角加速度数据，所述加速度计芯片连接主控CPU以为车载主机提供加速度信息。在GPS/北斗导航芯片信号弱或没有信号的情况下，惯性导航会精准的计算出导航信息，惯性导航需要三轴陀螺仪提供角加速度数据和加速度计提供加速度数据。
此外，所述车载主机还包括有EMMC芯片，所述EMMC芯片连接主控CPU，用于存放系统的镜像文件、用户数据及导航地图信息等，并且EMMC芯片不同于SD/TF卡，EMMC芯片的传输速度更快，且EMMC芯片是直接焊接在车载主机上，因此它更加稳定可靠。
为了使得车载信息娱乐系统能够外接外部设备，在车载主机上还设有蓝牙芯片和USB接口，所述蓝牙芯片连接主控CPU，可通过蓝牙外接无线设备(如手机、Ipad等)，当通过蓝牙连接手机时，既可以播放蓝牙音乐，又可以拨打蓝牙电话，而通过蓝牙实现手机通话时使用车内的喇叭和麦克风，更好的提高行车安全性。所述USB接口为车载主机提供外接存储设备，如通过USB接口连接U盘或移动硬盘等，可便于系统升级操作及更多更广泛的功能。
另外，在本优选实施例中，为了能使得车载主机达到最佳的使用性能，可将组成车载主机的主控CPU采用TI公司的Jacinto 6汽车处理器，第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片使用TI公司的DS90UB925串行器/解串器，第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片使用TI公司的DS90UB921串行器/解串器，第一LCD采用液晶屏CLAA104EA01，第二LCD采用8寸液晶屏CLAA080WM01，触摸芯片采用Cypress的电容触摸芯片，EMMC芯片采用Micro5.0EMMC闪存芯片，其余的芯片可按现有的常规芯片组合使用。
所述Linux软件系统的底层软件系统使用U-boot及Linux Kernel，上层软件系统使用Yocto定制的rootfs。Linux作为稳定的开源系统非常易于扩展和维护，U-boot通用性很强可以很好的完成最初的系统初始化及Linux Kernel的加载。Linux Kernel提供一个可靠的稳定的操作系统同时管理了车载主机的所有外设(图1中的模块)，并为上层文件系统中的各个应用提供必要的控制接口。Yocto制作的文件系统，方便易用且开源易于定制化。文件系统中的各种应用实现了车载主机的各种功能，如：导航、收音机、歌曲播放、行车辅助、行车记录、蓝牙电话等等。
另外，系统在启动时使用U-boot启动，正常运行在Linux内核和Yocto文件系统上，从而能够高效地管理各种应用服务，并且易于扩展维护，系统通用且稳定。
所述第一LCD(即10寸LCD)和第二LCD(即8寸LCD)分别在内存SDRAM上预留不同的两块区域，所预留的两块区域供主控CPU中的VOUT控制单元使用，VOUT控制单元配合LinuxKernel中的显示代码逻辑实时的获取这两块区域中的图像信息并把它们分别传送到第一组LVDS串行芯片和LVDS解串器芯片中的LVDS串行芯片以及第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片中的LVDS串行芯片上，以完成10寸LCD和8寸LCD同时显示图像信息的功能。因此，在实际应用中，只需在内存SDRAM上预留的两块区域中分别写入图像信息即可完成同时显示两个不同LCD的功能。应用场景包含但不限于：主控MCU从CAN网络接收车身信息后通过SPI/UART传给主控CPU并显示在8寸LCD上；主控CPU获取位置信息提供给导航应用，并在10寸LCD上显示详细路况信息，而在8寸LCD上显示简化的导航信息；10寸LCD显示正在播放的电台，而8寸LCD则显示正在行驶的路况信息等等。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。在权利要求中，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件。单词第一、第二的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种双屏显示车载信息娱乐系统，其特征在于：包括车载主机和安装在车载主机中的Linux软件系统，所述Linux软件系统的底层软件系统使用U-boot及Linux Kernel，上层软件系统使用Yocto定制rootfs，所述车载主机包括主控CPU、主控MCU、第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片、第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片、仪表MCU、内存SDRAM、第一LCD、第二LCD、触摸芯片、液晶触摸屏、四路摄像头、视频解码芯片、GPS/北斗导航芯片、音频解码器芯片、Radio芯片、三轴陀螺仪芯片和加速度计芯片，所述主控CPU和内存SDRAM相连接，所述第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片与第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片上的LVDS串行器芯片均通过差分信号线连接LVDS解串器芯片，所述第一LCD通过第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片连接主控CPU，所述仪表MCU通过第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片连接主控CPU，所述第二LCD与仪表MCU相连接，所述触摸芯片与主控CPU相连接，所述液晶触摸屏连接触摸芯片，并且所述液晶触摸屏贴合设置在第一LCD上；所述主控MCU与车辆的供电电源和CAN总线相连接，所述主控MCU通过SPI/UART与主控CPU相连接，所述主控MCU一方面负责车载主机的电源管理，在开机时按指定时序给主控CPU及所有模块供电，而在关机时按指定时序断电，另一方面还负责处理CAN总线传输的来自CAN网络的CAN信号；视频解码芯片连接主控CPU，四路摄像头均与视频解码芯片相连接，主控CPU接收视频解码芯片上的四路摄像头的信息，组合后形成360度环视，其中，一路摄像头作为行车记录的前置摄像头设置在车内后视镜前方，一路摄像头作为倒车影像的后置摄像头设置在车尾，剩下另外两路摄像头分别设置在车体两侧的左、右后视镜上，作为行车辅助使用；所述音频解码器芯片的控制端连接主控MCU，音频解码器芯片的IIS连接主控CPU，为车载主机提供声音输入及输出，所述Radio芯片连接主控CPU以提供FM、AM信号；所述GPS/北斗导航芯片连接主控CPU，以获取位置信息给导航定位，所述三轴陀螺仪芯片和加速度计芯片作为GPS/北斗导航芯片的辅助芯片构成惯性导航，其中，所述三轴陀螺仪芯片连接主控CPU以为车载主机提供角加速度数据，所述加速度计芯片连接主控CPU以为车载主机提供加速度信息；所述内存SDRAM的容量至少为1GB，所述第一LCD设置在中控位置，所述第二LCD设置在仪表位置；所述第一LCD和第二LCD分别在内存SDRAM上预留不同的两块区域，所预留的两块区域供主控CPU中的VOUT控制单元使用，VOUT控制单元配合Linux Kernel中的显示代码逻辑实时的获取这两块区域中的图像信息并把它们分别传送到第一组LVDS串行芯片和LVDS解串器芯片中的LVDS串行芯片以及第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片中的LVDS串行芯片上，以完成第一LCD和第二LCD同时显示图像信息的功能；所述主控CPU采 用TI公司的Jacinto 6汽车处理器，第一组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片使用TI公司的DS90UB925串行器/解串器，第二组LVDS串行器芯片和LVDS解串器芯片使用TI公司的DS90UB921串行器/解串器，第一LCD采用10寸液晶屏CLAA104EA01，第二LCD采用8寸液晶屏CLAA080WM01，触摸芯片采用Cypress的电容触摸芯片。
2.如权利要求1所述的一种双屏显示车载信息娱乐系统，其特征在于，所述车载主机还包括EMMC芯片，所述EMMC芯片连接主控CPU，用于存放系统的镜像文件、用户数据及导航地图信息，并且EMMC芯片直接焊接在车载主机上。
3.如权利要求1所述的一种双屏显示车载信息娱乐系统，其特征在于，所述车载主机还包括蓝牙芯片和USB接口，所述蓝牙芯片连接主控CPU，通过蓝牙外接无线设备，所述USB接口为车载主机提供外接存储设备。
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