车载影音系统集成解决方案

张继达，张汉奇

（北京海尔集成电路设计有限公司，北京 100088）

1 引言

2009年，中国已成为世界上第一大汽车市场，年销售汽车1 360万辆，其中高、中档汽车占70%，收音机、卫星导航、多媒体影音播放及数字电视接收等多功能车载电子系统成为高档车的标志，并正向中档车延伸。中国汽车工业经过几十年的发展，在引进、消化、吸收的过程中逐渐形成了诸如奇瑞、吉利、比亚迪等自主品牌，产品也逐渐从低端向中、高端发展。然而，尽管中国电子产业制造能力全球领先，汽车电子或车载电子娱乐系统几乎全被国外公司的方案所占领，中国厂商只能在收音机、卫星导航、多媒体影音播放及数字电视四大功能中的单一功能上提供后装市场的产品，将四大功能集成于一体的系统还鲜有成熟的产品面世。

从实用性的角度看，上述四大功能的排序应该是收音机、卫星导航、多媒体影音播放及数字电视，但从技术复杂程度看，正好相反，在完成了最复杂的数字电视和多媒体影音播放功能后，增加卫星导航和收音机功能相对比较容易。

中国数字电视市场培育了一大批与数字电视产业相关的集成电路设计公司、整机设计生产公司、前端系统设计公司等，这些公司在数字电视领域形成了完整的产业链。另一方面，中国车载DVD设备生产厂家已形成规模，在车载产品的防震、防爆、抗高温设计方面积累了足够的经验，产品的可靠性经过了实践的检验，从产品、业务升级转型、市场战略布局角度考虑，也有开发新一代车载影音娱乐系统的需求。

将收音机、卫星导航、多媒体影音播放及数字电视四大功能集成在一个整机系统中，必须解决高可靠性、低功耗、多标准兼容、强抗干扰能力、生产设计简单、成本控制等问题，而解决这些问题的最好方式是从集成电路设计环节着手，利用片上系统 （System On Chip，SOC）的优势，提供单芯片解决方案。

2 系统框图及功能

实现收音机、卫星导航、多媒体影音播放及数字电视四大功能集成系统如图1所示。

图中虚线框内为系统SOC单芯片IP模块构成。其中信道部分包括：中国地面国标（DTMB）或欧标（DVB-T）信道解调器、数字音频广播（DAB）及调频广播（FM）信道解调器、卫星信道（GPS）解调器、SD/XD/MS接口适配器及USB2.0OTG接口适配器。

主控模块完成 32位RISC CPU、H.264/MPEG-2/MPEG-4/AVS视频解码、JPEG/Motion JPEG解码、音频DSP（MPEG-1/MP3/AC-3/AAC/WMA 等）、OSD、3D GRAPHIC、图像幅型比变换、隔行变逐行、图像增强、图像降噪、显示驱动、A/V DAC、内存/外设管理、芯片完整性检测、程序保护、电源管理等。

共用的鞭状天线可以实现在收音/电视/导航模式下切换。倒车影像可通过USB接口接入系统，液晶屏在挂倒档时自动显示倒车影像。

系统软件可以集成全国各地广电所采用的电视广播采用的CA解密系统，硬件附带有CA卡槽，可方便地为用户解决不同地区电视CA解密的问题。

为适应移动使用需要，特配备了两种不同容量的锂电池：标准配置为7.4 V/2 000mAh，可连续使用2 h以上；增强型配置为7.4 V/4 000mAh，可连续使用4 h以上。电池采用可拆卸设计，更换简便，且两种电池接口一致，可自由替换。本机所使用的锂电池为新型聚合物锂离子电池，不会出现普通锂电池的爆炸现象，使用安全，且能量密度高，相对容量大。

3 系统性能

采用SOC方案的车载影音系统集成系统具有优越的性能：

●MIPS 4KECCPU，主频 216MHz，8 kbyte I&D Cache

●硬件高速JPEG/Motion JPEG解码器

●硬件ZOOM IN/OUT、图像旋转功能

●Motion-JPEG 25f/s@VGA

●DSP音频解码器，包括MPEG-1 layer I/II，MP3，AC-3，AAC，WMA 等

●采样率为 8～48 kHz，码率为 8～320 kbit/s，具备真正的均衡功能

●I2S接口音频输出

●支持16位SDRAM，容量为16～128Mbyte

●SPI串行Flash接口

●NAND Flash接口，支持SLC和MLC

●支持NAND启动

● SD/MMC/miniSD/RS-MMC、MS/MS-PRO/MS-Pro DUO、XD 四合一卡

●小型CA卡插槽，可解加密电视节目

●支持SDHC大容量SD卡标准和SDIO标准

●高速USB2.0 OTG接口，可作为USB Device连接PC，可作为USB Host读取U盘

●内置USB2.0 PHY

●数字RGB输出，分辨力最大为1 024×768

●内置数字TCON，直接驱动数字屏

●内置1路PWM DC-DC背光控制器

●3通道可编程GAMMA校正

●2层OSD，256/16色可选

4 结论

SOC方案的车载影音集成在实现多功能、高性能的同时，还具有如下优点：

●整机成本更低，SOC方案的所需外围元器件更少，可比多芯片方案成本降低50%左右

●设计、生产更容易，只有一块PCB板而且面积大大减小，贴片点数降低

●可靠性高，系统器件少，不需要机械连接，故障率低，整机寿命长

●节能省电，减少多芯片间的功耗，能满足越来越严格的节能减排要求