CN201408540Y

CN201408540Y - 一种移动多媒体设备

Info

Publication number: CN201408540Y
Application number: CN 200920154260
Authority: CN
Inventors: 袁红生
Original assignee: Yuncheng Keyuan Electronic Co Ltd
Current assignee: Shanxi Huanshuo Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2019-05-15

Abstract

本实用新型公开了一种移动多媒体设备，它集成了原多媒体教室各独立设备的功能，体积小，方便移动，使用更灵活，本实用新型一种移动多媒体设备包括计算机模块、投影模块、多DSP音视频处理模块、音响模块、数字电视模块、主电源供电模块，其中多DSP音视频处理模块和计算机模块相连，投影模块、音响模块、数字电视模块分别和多DSP音视频处理模块相连。多DSP音视频处理模块包括3片DSP芯片，分别用于音视频的编解码。

Description

一种移动多媒体设备

技术领域

本实用新型涉及一种多媒体设备，特别涉及一种移动多媒体设备。

背景技术

随着教育信息化的迅速普及，各个学校纷纷开始建设自己的多媒体教室。

在一间多媒体教室里，通常安装如下设备：

计算机、鼠标键盘，投影机，音箱、功放，DVD机。

然而，现有的多媒体教室在很多学校没有得到应有的价值体现，一些具体的问题如下：

教室内设备种类多，操作复杂；只有少数老师会用，大多数老师没有机会去学习，去接触；上课时，学生不得不提前带着书本、文具到多媒体教室；全校只有一两间多媒体教室，大家都想用，经常起冲突；当一间多媒体教室不能满足全校教学时，想要增加新的多媒体教室时，没有空余的教室可以利用。

久而久之，大多数学校的多媒体教室成为了摆设，只能偶尔在讲大课、示范课时利用一下，没能达到多媒体教室建设的真正作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集成了原多媒体教室各独立设备的功能，体积小，方便移动，使用更灵活的移动多媒体设备。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

本实用新型一种移动多媒体设备包括计算机模块、投影模块、多DSP音视频处理模块、音响模块、数字电视模块、主电源供电模块，所述的计算机模块包括主板、CPU、硬盘、内存等组件，其中多DSP音视频处理模块和计算机模块相连，投影模块、音响模块、数字电视模块分别和多DSP音视频处理模块相连，主电源供电模块为投影模块和多DSP音视频处理模块提供电源，其他模块通过多DSP音视频处理模块间接供电。

所述的多DSP音视频处理模块包括音频编解码模块、视频编码模块、视频解码模块，各模块通过一片AT75C220芯片控制，在AT75C220芯片上还连接有SDRAM、Flash Disk。

所述的视频编码模块包括连接有可编程逻辑器件FPGA的TMS6204芯片，其中，可编程逻辑芯片上连接有帧缓存，在TMS6204芯片上连接有片外存储器。

所述的音频编解码模块包含TMS5402芯片，芯片上连接有片外存储器，并连接有两个A/D转换器，分别用于信号的输入和输出，A/D转换器的另一端分别连接耳机和麦克风。

所述的移动多媒体设备的各个模块分层布置，计算机模块位于设备的最底层，在它的正上方为投影模块，音响模块位于所述的移动多媒体设备的左右两侧，投影模块的正后方为多DSP音视频处理模块，侧后方一侧为主电源供电模块，另一侧设有主排风通道，主排风通道为隔热材料制成的管状结构，它的一端连接投影模块的散热部分，另一端连接设置在移动多媒体设备机箱上的孔，在主排风通道内靠近机箱上孔的位置设置有风扇，在主散热通道旁边的机箱侧壁上设有通风孔，通风孔内装有机箱散热风扇，所述的CPU安装在计算机模块的后侧，上安装有CPU风扇，和风扇相对的机箱上开有通风孔，所述的主板上有风扇变频控制电路，并和所述的各个风扇相联，机箱的下部和中部开有进风孔。

所述的CPU包含看门狗定时电路，所述的多DSP音视频处理模块包含电源保护模块。

所述的移动多媒体设备采用三态门形式的总线结构，并在总线接上拉电阻和缓冲器。

所述的被CPU控制的器件的输入端并联一只20pF的电容，并且在RESET等控制信号线并联一只0.01μF电容，同时给控制线上连接有一级缓冲器。

在所述的电源模块和多DSP音视频处理模块之间连接有电磁干扰滤波器。

本实用新型的有益效果如下：

所有设备集成在一起，按开机键后所有设备按序自动开启，操作极其简单；老师们可以在办公室里随时练习使用，完成大多数多媒体教学；移动多媒体设备教室体积小，重量轻，老师可以手提到任意一个教室插上电源即可上课，学生不需要跑动；学校可以从配置一台移动多媒体设备教室，当利用率越来越高时，逐步增加数量，没有任何风险；增加移动多媒体设备教室不需要空教室，逐步发展到每个教研室配置一到多台。

附图说明

图1为本实用新型移动多媒体设备系统硬件结构图；

图2为本实用新型移动多媒体设备各模块关系图；

图3为多DSP音视频处理模块结构图；

图4为视频编码模块框图；

图5为音频编解码模块框图；

图6为本实用新型移动多媒体设备各模块位置关系图；

图7为电磁干扰滤波器在系统中的应用示意图。

具体实施方式

参见附图1，本实用新型一种移动多媒体设备包括计算机模块1、投影模块2、多DSP音视频处理模块3、音响模块4、数字电视模块、主电源供电模块5。

参见附图2，多DSP音视频处理模块内置的嵌入式操作系统可对其它模块进行统一的管理。

参见附图3，多DSP音视频处理模块包括音频编解码模块、视频编码模块、视频解码模块，各模块通过一片AT75C220芯片控制，在AT75C220芯片上还连接有SDRAM、Flash Disk。

参见附图4，视频编解码工作过程：视频图像经过采集存储于帧缓存器中，采集完成后FPGA(可编程逻辑器件)向TMS6204发出接收信号。TMS6204接收到“图像已采集好”的信号后，就通过DMA方式将图像写至片外存储器SDRAM中，并开始运行MPEG-4视频编码算法对片外存储器中的图像进行编码。编码输出信号通过HPI(Host Port Interface)口送至AT75C220，AT75C220将视频信号与音频进行同步打包后经由网络模块发往接收主机处。

视频解码工作过程：AT75C220将接收到的MPEG-4视频编码信号直接送往TMS6204。当其运行解码算法得到第一帧的图像数据后，就将其拷贝到片外的SDRAM中，同时向FPGA发送一个初始化信号，然后FPGA调用中断通过DMA方式将SDRAM中的图像转移到FIFO里，经D/A转换合成为RGB信号后送往显示器显示出图像。

参见附图5，音频编码工作过程：信号通过MIC(Microphone)送到A/D转换器中，A/D转换器将收到的模拟信号转换成为离散信号，未压缩的离散信号被送到DSP后，DSP将其存储起来，每收够一帧处理一次，即调用音频编码算法一次，编码后得到的离散信号被DSP发送至AT75C220，由其打包经由网络发至主机处。

音频解码和音频编码都在同一块DSP芯片TMS5402中完成，这是因为音频的编解码过程没有视频那么复杂，占用的资源相对较少。以TMS5402的芯片资源是可以同时完成音频的编解码算法的。

音频解码工作过程：TMS5402接收到MPEG-4音频已编码信号后就开始进行解码算法，每解码出一帧音频信号，就直接将其进行D/A转换发送到耳机或是音箱中播放。

为了使移动多媒体设备更好的工作，还有两方面的问题需要解决，一个是散热问题，一个是抗干扰问题。

(1)散热问题

由于设备内部元器件众多，散热量大，特别是投影功能模块的投影灯泡在工作过程中会散发出大量的热量。在非正常方式下关闭电源后，若散热组件停止工作，及其内部聚集的大量热量将会对内部元件造成损害，大大缩短元件寿命，甚至可能会在瞬间损坏。因此，需采用断电保护技术，使设备在电源突然中断后，散热风扇能够继续工作，持续冷却设备内部的光学或电器元件。

本实用新型主要通过如下方法解决散热问题：

参见附图6，移动多媒体设备的各个模块分层布置，计算机模块1位于设备的最底层，在它的正上方为投影模块2，音响模块4位于所述的移动多媒体设备的左右两侧，投影模块2的正后方为多DSP音视频处理模块3，侧后方一侧为主电源供电模块5，这运用了立体逐层排风散热方式，机器内部的气流循环更加有层次，使设备内的每个发热源都能达到良好的通风散热效果，另一方面，设备中最大发热源投影机的散热部分——光通道9与设备主通风通道6连接，同时投影模块的断电保护技术能够保证投影模块在断电后能持续工作散热，多DSP主控模块设置电源保护模块保证系统关机后持续供电，保证设备正常散热。主控板散热主要是通过在CPU内部设置看门狗定时器来实现的，当按下系统关机后，控制模块输出给风扇的电压进入延时保护状态，当达到了预先设置好的延时时间后，输出电压将为0V，风扇停止转动。机器关机以后主散热通道的风扇还继续工作，直到温度降下来。

将所述的CPU安装在计算机模块的后侧靠近机箱壁的位置，上安装有CPU风扇7，和CPU风扇7相对的机箱上开设通风孔，直接可以和外部进行空气交换。

机箱的中部及下部设置进风孔，在主散热通道的机箱侧壁上安装机箱散热风扇8，机箱下部及中部的进风孔与主散热通道旁的机箱散热风扇8形成对流，保证机箱内其余部件产生的热量及投影模块产生的其余热量排放。

(2)抗干扰问题

由于运算速度快、片上资源丰富和能够实现复杂的线性和非线性算法等原因，DSP已成为通信、计算机和消费电子产品等领域的基础器件，其中在数字图像处理(多DSP音视频处理)技术中显得尤为突出。然而，由于包括DSP本身在内的所有电子器件都是干扰源，而且系统所处的工作环境中还有很多外界干扰源，再加上数字图像处理技术对信号噪声非常敏感，所以在系统设计中必须考虑系统的抗干扰问题。否则，至少会影响系统的处理结果，甚至造成更为严重的后果。

基于DSP的数字图像处理系统中的干扰源主要有由光和电的基本性质所引起的噪声、电器的机械运动产生的噪声、雷电放电造成的大气噪声源、太阳黑子运动等造成的天电噪声源、电阻等电子元器件工作时发热造成的热噪声源、50Hz工频电网造成的电网干扰源、无线通信系统造成的射频干扰源以及一些人为恶意造成的干扰源等，所有干扰源中高频脉冲噪声对数字信号处理系统的危害最大。

为了提高系统的抗干扰性能，在系统中可采取以下措施：

(1)增加总线的抗干扰能力。采用三态门形式的总线结构，并给总线接上拉电阻，使总线在瞬间处于稳定的高电平而避免总线出现悬空状态。总线须加缓冲器，使控制线的阻抗变低，也有助于抑制干扰。

(2)提高系统控制信号抗干扰能力。当CPU与其控制器件的传输距离较远且控制线阻抗较高时，就容易受到脉冲噪声干扰。可在被控制器件的输入端并联一只20pF的电容，并且在RESET等控制信号线并联一只0.01μF电容。给控制线加一级缓冲器，使控制线的阻抗变低，也有助于抑制干扰。

(3)抑制数字信号的串模干扰。这种串模干扰是相邻信号线在传输信号过程中引起的干扰，大多发生在印制板平行导线上。串模干扰的强弱与相邻两信号线之间的耦合阻抗和信号本身的阻抗有关。因此，在本系统中应当：尽量缩短信号线的长度；传输多种电平信号时，尽量把前、后沿时间相近的电平信号划为一组传输；在双面印制板的背面布置较大面积的地线区域可对部件产生的高频脉冲噪声起到吸收和屏蔽的作用。

(4)参见附图7，在所述的电源模块和多DSP音视频处理模块之间连接有电磁干扰滤波器。电磁干扰滤波器能有效地抑制电网噪声，提高设备的抗干扰能力及系统的可靠性。

Claims

1、一种移动多媒体设备，其特征在于：包括计算机模块、投影模块、多DSP音视频处理模块、音响模块、数字电视模块、主电源供电模块，所述的计算机模块包括主板、CPU、硬盘、内存等组件，其中多DSP音视频处理模块和计算机模块相连，投影模块、音响模块、数字电视模块分别和多DSP音视频处理模块相连，主电源供电模块为投影模块和多DSP音视频处理模块提供电源，其他模块通过多DSP音视频处理模块间接供电。

2、权利要求1所述的所述移动多媒体设备，其特征在于：所述的多DSP音视频处理模块包括音频编解码模块、视频编码模块、视频解码模块，各模块通过一片AT75C220芯片控制，在AT75C220芯片上还连接有SDRAM、Flash Disk。

3、权利要求2所述的所述移动多媒体设备，其特征在于：所述的视频编码模块包括连接有可编程逻辑器件FPGA的TMS6204芯片，其中，可编程逻辑芯片上连接有帧缓存，在TMS6204芯片上连接有片外存储器。

4、权利要求2所述的所述移动多媒体设备，其特征在于：所述的音频编解码模块包含TMS5402芯片，芯片上连接有片外存储器，并连接有两个A/D转换器，分别用于信号的输入和输出，A/D转换器的另一端分别连接耳机和麦克风。

5、权利要求1所述的所述移动多媒体设备，其特征在于：所述的移动多媒体设备的各个模块分层布置，计算机模块位于设备的最底层，在它的正上方为投影模块，音响模块位于所述的移动多媒体设备的左右两侧，投影模块的正后方为多DSP音视频处理模块，侧后方一侧为主电源供电模块，另一侧设有主排风通道，主排风通道为隔热材料制成的管状结构，它的一端连接投影模块的散热部分，另一端连接设置在移动多媒体设备机箱上的孔，在主排风通道内靠近机箱上孔的位置设置有风扇，在机箱的侧壁上设有通风孔，通风孔内装有机箱散热风扇，所述的CPU安装在计算机模块的后侧，上安装有CPU风扇，和风扇相对的机箱上开有通风孔，所述的主板上有风扇变频控制电路，并和所述的各个风扇相联，机箱的下部和中部开有进风孔。

6、权利要求1所述的所述移动多媒体设备，其特征在于：所述的CPU包含看门狗定时电路，所述的多DSP音视频处理模块包含电源保护模块。

7、权利要求1所述的所述移动多媒体设备，其特征在于：所述的移动多媒体设备采用三态门形式的总线结构，并在总线接上拉电阻和缓冲器。

8、权利要求1所述的所述移动多媒体设备，其特征在于：在所述的电源模块和多DSP音视频处理模块之间连接有电磁干扰滤波器。