車(chē)載多媒體導航系統，是在嵌入安裝在汽車(chē)環(huán)境使用的多媒體系統、導航系統。相對于手持式的個(gè)人導航產(chǎn)品（PND），車(chē)載多媒體導航產(chǎn)品需要應對更為嚴苛的環(huán)境和性能要求。首先，是超過(guò)工業(yè)產(chǎn)品的工作環(huán)境溫度要求。其次，是點(diǎn)火系統、發(fā)電系統等強電磁干擾對接收極微弱GPS信號的導航系統的干擾。此外，震動(dòng)對于產(chǎn)品的要求也是一個(gè)難題。其他像鹽霧、潮濕、油污等環(huán)境因素，都對車(chē)載產(chǎn)品提出更高要求。
即使是在惡劣環(huán)境下，車(chē)載產(chǎn)品的可靠性要求仍需要保持在一個(gè)相當高的級別之上。因而在設計系統時(shí)，我們需要在可靠性、可用性等方面花費比在其他家用產(chǎn)品和一般工業(yè)產(chǎn)品多許多倍的精力和時(shí)間。一個(gè)車(chē)載產(chǎn)品，在完成設計后，要安裝進(jìn)汽車(chē)中應用，要經(jīng)過(guò)非常冗長(cháng)而繁雜的測試過(guò)程，特別是漫長(cháng)的路測，這個(gè)實(shí)際的技術(shù)和工程需要，導致新技術(shù)新器件進(jìn)入車(chē)載的幾率大大減小，速度大大慢過(guò)消費和其他領(lǐng)域。
車(chē)載音響產(chǎn)品，從收音機、磁帶機到CD播放機，經(jīng)歷了數十年的逐步完善和提升過(guò)程。在車(chē)載CD剛剛開(kāi)始普及的時(shí)候，車(chē)載產(chǎn)品就已經(jīng)面臨將導航、互聯(lián)網(wǎng)、甚至移動(dòng)計算等功能快速納入的壓力和實(shí)際需要，固體儲存和數字壓縮音樂(lè )、數字聲音廣播和數字電視廣播等各種功能不斷地進(jìn)入車(chē)載系統。
隨著(zhù)LCD應用的日趨成熟，汽車(chē)影音產(chǎn)品全面進(jìn)入平板顯示時(shí)代。從儀表盤(pán)的升級換代，到內容顯示方式和檔次的提升，以顯示為中心的汽車(chē)產(chǎn)品需求已經(jīng)實(shí)實(shí)在在擺在我們的面前。其中，導航產(chǎn)品成為汽車(chē)標配部件，在高端汽車(chē)中已經(jīng)變成現實(shí)；而在普通汽車(chē)中的實(shí)現也是指日可待。
車(chē)載音響產(chǎn)品結構設計的演化歷程
長(cháng)期以來(lái)，車(chē)載音響產(chǎn)品都是在簡(jiǎn)單的邏輯控制結構上面發(fā)展，起初，系統主要支持收音功能，后來(lái)有了磁帶播放設備，這類(lèi)系統不需要負載控制，簡(jiǎn)單的邏輯控制就能滿(mǎn)足需要。當CD進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域，車(chē)載音響就進(jìn)入了4位MCU時(shí)代，AM/FM收音的調諧控制、按鍵、顯示以及CD的處理，一個(gè)4位單片機就足夠應對，這種狀況延續了十多年的時(shí)間，直至今天，4位單片機依然是市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。
按說(shuō)，車(chē)載音響產(chǎn)品也應該像技術(shù)發(fā)展的順序一樣，經(jīng)歷4位、8位、16位，然后到32位的發(fā)展過(guò)程，目前8位MCU的確進(jìn)入了車(chē)載音響，但是，8位MCU還沒(méi)有成為汽車(chē)領(lǐng)域的市場(chǎng)主流，尚未獲得較大的份額。在摩爾定律作用下，半導體呈現的加速現象，以及車(chē)載產(chǎn)品對可靠性和認證的嚴酷要求，使得8位MCU還沒(méi)有普及，16位還很少應用，而我們的結構設計，一步跨入了32位時(shí)代。
基于32位系統的車(chē)載多媒體導航系統設計要求
在今天的車(chē)載產(chǎn)品中，我們采用32位CPU的設計，面臨幾個(gè)棘手的特殊要求：
低待機功耗的要求
車(chē)載設備在待機時(shí)，工業(yè)標準對其實(shí)際消耗電流的要求很低。
基于嵌入式操作系統的快速響應難題
在使用32位CPU的車(chē)載導航系統里面，我們無(wú)一例外的都需要一個(gè)操作系統（OS）來(lái)支撐工作，但是目前的任何一個(gè)操作系統對于車(chē)載產(chǎn)品來(lái)說(shuō)都是一個(gè)龐然大物，其內部復雜和漫長(cháng)的處理過(guò)程，導致其系統響應時(shí)間同應用環(huán)境的要求有一個(gè)比較大的差距。解決這樣的嵌入式系統的快速響應問(wèn)題，是一個(gè)難題，也是一個(gè)車(chē)載項目的基本要求。
不同格式顯示屏和觸摸面板
LCD顯示屏按照其驅動(dòng)方式的不同，有模擬和數字驅動(dòng)兩種不同的方式。我們的系統設計支持兩種不同的驅動(dòng)方式的顯示屏。目前，在汽車(chē)中應用的主要是6.2、6.5或者7寸LCD屏，多數分辨率是480×234的，也有少數的分辨率是640×480。
符合人體工程學(xué)的整體界面設計
1）按鍵、遙控和飛梭
按鍵始終是電子產(chǎn)品的必要的輸入設備，在具有觸摸屏的設計中，我們僅保留一些基本的按鍵，如開(kāi)關(guān)機、出碟、或者一些直接切換功能的按鍵，其他應該盡量體現在觸摸屏上，通過(guò)靈活的顯示提示來(lái)予以實(shí)現。
雖然汽車(chē)環(huán)境的狹小，但為了后排乘客的方便，也需要有遙控功能。從收音機年代開(kāi)始的調諧和音量等調整，相關(guān)產(chǎn)品一般都需要設置一個(gè)或者兩個(gè)采用飛梭工藝的旋鈕，用來(lái)快速和直觀(guān)調整音量等，在32位設計中，我們依然保持這個(gè)風(fēng)格。
2） 觸摸屏和書(shū)寫(xiě)識別
近幾年來(lái)，通過(guò)觸摸和拖動(dòng)來(lái)實(shí)現選擇和調整，是電子產(chǎn)品輸入技術(shù)的重大進(jìn)步，也是一個(gè)產(chǎn)品的可銷(xiāo)售性能的重要競爭指標。在32位系統中，我們能夠容易地通過(guò)電阻式觸摸屏來(lái)實(shí)現這些功能。
在導航應用中，還需要支持書(shū)寫(xiě)功能，為了滿(mǎn)足汽車(chē)環(huán)境的特殊需要，我們還可以設計采用藍牙方式的無(wú)線(xiàn)手寫(xiě)輸入板，將其安裝到方向盤(pán)上面，方便司機操作。
3） 簡(jiǎn)單明了的操作界面
人機界面的設計，是一個(gè)產(chǎn)品設計的關(guān)鍵。如何通過(guò)周密而認真的設計，讓消費者能夠直觀(guān)、簡(jiǎn)單地操作產(chǎn)品，是一個(gè)難題。
多種系統喚起方式
在更加好的人體工學(xué)的要求下，系統通電狀態(tài)下，從待機狀態(tài)喚醒系統的方式需要多種。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設計
汽車(chē)上需要給使用者提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘，車(chē)載音響一般都需要設計一個(gè)。
多種視頻信號輸入和處置方式
支持前臺和后臺操作方式。前臺是嵌入在操作臺上面的，主要提供給司機使用，顯示各種交互式控制信息和導航信息。后臺輸出是提供給后排乘客使用的，主要是提供多媒體內容，供后排乘客欣賞。
如何同ECU通信
在高級的系統設計中，車(chē)載音響可以同汽車(chē)主ECU通信，將汽車(chē)運作和行駛的一些主要參數在顯示器中顯示出來(lái)。
方向盤(pán)控制器
方向盤(pán)控制器使駕駛員可以方便地控制設備，該設計是通過(guò)ECU來(lái)實(shí)現的，多數設計的方向盤(pán)是直接連接到車(chē)載設備的，我們需要根據目標車(chē)型來(lái)開(kāi)發(fā)和實(shí)現。
自動(dòng)亮度控制功能
在汽車(chē)中應用的顯示器產(chǎn)品，應該有一個(gè)性能優(yōu)異的自動(dòng)亮度控制裝置，以滿(mǎn)足快速變化的照明環(huán)境需要。為此，我們在系統中設計一個(gè)光學(xué)傳感器，系統根據外部照度的變化，自動(dòng)調節顯示器的顯示指標。
系統結構設計
系統結構框圖見(jiàn)圖1。本設計中可以增刪的系統功能有如下幾個(gè)方面：
無(wú)碟片系統
對于熱愛(ài)FLASH的用戶(hù)，碟片已經(jīng)是一個(gè)多余和麻煩的部件，我們的設計可以方便地簡(jiǎn)化為一個(gè)無(wú)碟片系統，通過(guò)FLASH卡和內置的NAND FLASH、USB等設備作為數字內容的載體。
單碟CD或者DVD
基本配置中，我們推薦采用一個(gè)單碟的CD或者DVD。
前置換碟器
如果客戶(hù)需要前置換碟器，6碟的換碟器是一個(gè)比較好的選擇，將其安裝在機身內部，但是面板設計有一定難度，選型要保證與空間方面的配合。
后置換碟器
我們的設計支持后置的CD或者DVD換碟器，支持換碟器的圖像輸入和切換處理等。
AM/FM收音機和RDS
在DTS系統中，RDS是一個(gè)選擇項目，通過(guò)32位CPU的強大功能，我們能夠實(shí)現RDS的各種級別的功能和需要，達到能夠支持TMC實(shí)時(shí)路況導航的功能。
DAB系統
在歐洲等采用DAB的環(huán)境里面，我們的系統設計可以通過(guò)模塊接入的方式，支持DAB以及其相應的數據廣播功能。
藍牙
作為短距離通信的首選技術(shù)，藍牙在汽車(chē)內部的應用已經(jīng)是一個(gè)必備項目。
免提電話(huà)接入功能
首先我們需要通過(guò)藍牙支持汽車(chē)內部的免提通話(huà)功能，通過(guò)產(chǎn)品內置的抗干擾的麥克風(fēng)陣列和車(chē)內揚聲器，完成免提通話(huà)的功能。未來(lái)的開(kāi)發(fā)，我們的藍牙系統還將支持藍牙后視倒車(chē)鏡或者倒車(chē)雷達，通過(guò)無(wú)線(xiàn)技術(shù)，降低連線(xiàn)工藝和工程難度。
手機充電電源支持
通過(guò)USB端口，本設計可以為支持USB充電的手機提供充電功能。
系統工藝設計
一個(gè)好的產(chǎn)品，僅僅有好的電路和軟件還不夠，良好的工藝設計是實(shí)現產(chǎn)品量化的關(guān)鍵因素。在采用32位CPU實(shí)現的車(chē)載多媒體導航系統設計中，我們將復雜的導航和控制系統、LCD驅動(dòng)系統放置在LCD屏的后面，采用雙面SMT工藝。而電源、音頻處理等模塊則放在主板上，采用一個(gè)雙面板的單面SMT工藝。DVD或者CD模塊采用機芯下的單PCB工藝，通過(guò)線(xiàn)纜接入系統。整個(gè)工藝設計簡(jiǎn)潔可靠，空間利用率高，連接端口少，加工方便，至通率高。
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