專利名稱：多功能車載多媒體系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車載多媒體系統(tǒng)，特別是一種多功能車載多媒體系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方 法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新興的電子應(yīng)用系統(tǒng)——汽車多媒體系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而 生，且越來越受到市場的關(guān)注。但許多此類系統(tǒng)在幾年前出現(xiàn)時(shí)還都是相當(dāng)簡單的技術(shù)，如 申請?zhí)枮?00410022860. 1的發(fā)明專利公開了一種“車載多媒體無線收放、衛(wèi)星定位、無線 通信系統(tǒng)一體機(jī)”、申請?zhí)枮?00510103422. 2的發(fā)明專利申請公開了一種“車載多媒體系 統(tǒng)和車載多媒體系統(tǒng)的操作方法”、申請?zhí)枮?00810161742. 7的發(fā)明專利申請公開了一種 僅用(或?qū)Ｓ?于判斷道路地形用的“車載信息設(shè)備和車載多媒體系統(tǒng)”，尤其是申請?zhí)枮?201010195169. 9的發(fā)明專利申請公開了一種“基于FPGA的車載多媒體雙畫面顯示系統(tǒng)及 顯示方法”，該專利申請技術(shù)可用于GPS導(dǎo)航顯示、不同導(dǎo)航系統(tǒng)之間的相互切換，但僅用于 GPS導(dǎo)航和視頻娛樂節(jié)目的同屏顯示(注其采用FPGA主要強(qiáng)調(diào)的是導(dǎo)航雙畫面的顯示系 統(tǒng)和顯示方法，采用FPGA的目的是為了實(shí)現(xiàn)雙GPS導(dǎo)航顯示的合成以及導(dǎo)航畫面和娛樂節(jié) 目的同屏顯示，而在實(shí)現(xiàn)上述的目的方法中，F(xiàn)PGA是專門作為邏輯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)特定的功能，其 架構(gòu)采用的是CPU+FPGA的方式，其合成方法是軟件的形式實(shí)現(xiàn))。鑒于一方面，雖然目前車載多媒體系統(tǒng)種類繁多、功能各異，但如何將現(xiàn)在的車 載影音娛樂、輔助駕駛、車載電腦等多種功能很好的整合成為功能更為強(qiáng)大的產(chǎn)品成為目 前亟待解決的問題，汽車行業(yè)的制造商正面臨著越來越多的挑戰(zhàn)，消費(fèi)者永遠(yuǎn)期望他們的 汽車具有最新的音頻和多媒體系統(tǒng)，以及更智能的視頻輔助駕駛系統(tǒng)；另一方面，由于車載 功能系統(tǒng)的多樣化，包括車載電腦系統(tǒng)，車載媒體播放系統(tǒng)、車載輔助駕駛系統(tǒng)等，用戶希 望根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行各種功能系統(tǒng)間的快速切換，并最大限度的復(fù)用系統(tǒng)，從而不至于占 用太多的空間以及最大限度的滿足和保護(hù)自己的投資愿意，這就要求市場的車載多媒體系 統(tǒng)應(yīng)具有多種功能，并能實(shí)現(xiàn)各種功能間的快速切換?？傊壳笆袌錾系亩嗝襟w系統(tǒng)功能 比較單一，不能完全實(shí)現(xiàn)以上提到的功能，而類似可以解決相應(yīng)問題的方法是在汽車上分 別安裝多個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，以完成各自的功能。但在汽車上安裝多個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，如此做法， 成本過高，且車內(nèi)環(huán)境不一定能提供足夠的安裝空間，并影響車內(nèi)環(huán)境的美感。但很快市場 就有了更高的要求現(xiàn)在又有將這些系統(tǒng)集成為“智能多媒體系統(tǒng)”，即融合多種功能系統(tǒng) 的需求，這種系統(tǒng)能獨(dú)立工作，但都要使用源于同一共用平臺(tái)的資源，這樣就可以為司機(jī)提 供更準(zhǔn)確信息，幫助他們做出更準(zhǔn)確的決定并提供更安全更豐富的駕駛體驗(yàn)，要實(shí)現(xiàn)這些， 就需要更加強(qiáng)大的高級(jí)多媒體計(jì)算平臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種多功能車載多媒體系統(tǒng)，使得能實(shí)現(xiàn)至 少三種以上功能的共享資源，即實(shí)現(xiàn)車載電腦、影音視頻和倒車視頻等資源的共享，并通過多系統(tǒng)的融合、及通過不同的幀緩存可以靈活快捷的實(shí)現(xiàn)至少三種以上不同系統(tǒng)的實(shí)時(shí) 在線切換。本發(fā)明是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的這種多功能車載多媒體系統(tǒng)，其特征在于包 括FPGA的處理系統(tǒng)整體、視頻解碼芯片、視頻編碼芯片、音頻編解碼芯片、DB9串行接口，系 統(tǒng)配置芯片、平臺(tái)配置芯片、3G通信芯片，所述FPGA處理系統(tǒng)整體，包括FPGA處理芯片和 DDR-SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(緩存芯片)，所述FPGA處理芯片通過多端口內(nèi)存控制器(MPMC) 與DDR-SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片連接，所述FPGA通過DVI IN接口與視頻解碼芯片連接，所述 FPGA通過DVI OUT接口與視頻編碼處理芯片連接，視頻編碼芯片與IXD液晶屏相連，所述 FPGA通過DAI OUT接口與音頻編解碼芯片連接，音頻編解碼芯片與音頻輸出設(shè)備相連，所 述FPGA通過UART控制器與DB9串行接口連接，所述FPGA通過配置JTEG接口與ACE高級(jí)配 置器連接，所述ACE高級(jí)配置器通過CF接口分別與平臺(tái)配置芯片和CF卡相連接，所述FPGA 處理芯片通過UART控制器與3G通信芯片連接。所述FPGA的處理系統(tǒng)整體，包括FPGA處理芯片、DDR-SDRAM數(shù)據(jù)緩存芯片、視頻 解碼芯片、視頻編碼芯片、音頻編解碼芯片、DB9串行接口、系統(tǒng)配置芯片、平臺(tái)配置芯片、 3G通信芯片、終端IXD顯示屏、音頻輸出設(shè)備、系統(tǒng)固態(tài)存儲(chǔ)器CF卡。采用基于FPGA的 SoPC架構(gòu)，以系統(tǒng)軟核作為MCU，實(shí)現(xiàn)三種功能的共享資源，即車載電腦、影音視頻和倒車 視頻，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的融合，通過不同的幀緩存可以實(shí)現(xiàn)三種不同系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線切換。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以具體為所述FPGA通過DVI IN接口與視頻解碼芯片連接，連接標(biāo)準(zhǔn)是H. 656。FPGA通過 DVIOUT接口與視頻編碼處理芯片連接，連接標(biāo)準(zhǔn)是H. 656。視頻編碼芯片輸出規(guī)范或者是 PAL，或者是SNTC。視頻編碼芯片輸出類型或者是復(fù)合視頻，或者是獨(dú)立視頻。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步具體為所述多媒體系統(tǒng)中的FPGA包括微處理器模塊、片內(nèi)SRAM模塊、串口 UART，中斷控 制器、按鍵GPIO接口、系統(tǒng)內(nèi)總線、總線總裁器，系統(tǒng)復(fù)位模塊，其外接片外的復(fù)位按鈕，系 統(tǒng)時(shí)鐘模塊，其外接晶振；數(shù)字視頻輸入接口、數(shù)據(jù)使能模塊、Gamma校正模塊、入幀緩存模 塊、多端口內(nèi)存控制模塊、出幀緩存模塊、MEPG-2解碼模塊、視頻輸出接口，視頻輸出接口根 據(jù)配置輸出到視頻編碼器，視頻總線、FLASH控制器模塊，其連接平臺(tái)配置芯片和IIC控制 器模塊。工作原理微處理器模塊、片內(nèi)SRAM模塊、串口 UART，在系統(tǒng)調(diào)試以及升級(jí)時(shí)使 用，中斷控制器、按鍵GPIO接口用于用戶通過按鍵觸發(fā)引起微處理器模塊產(chǎn)生中斷，微處 理器模塊調(diào)用中斷服務(wù)程序選擇工作模式，從而進(jìn)入相應(yīng)的幀緩存地址空間；系統(tǒng)內(nèi)總線、 總線總裁器，用于在多個(gè)模塊申請總線使用權(quán)時(shí)決定哪個(gè)模塊擁有總線使用權(quán)；系統(tǒng)復(fù)位 模塊提供片內(nèi)所有模塊的全局復(fù)位信號(hào)，系統(tǒng)時(shí)鐘模塊提供片內(nèi)全局時(shí)鐘信號(hào)；數(shù)字視頻 輸入接口，用于接收視頻信號(hào)；數(shù)據(jù)使能模塊，其主要進(jìn)行信號(hào)的整形并產(chǎn)生DE信號(hào)，該模 塊可以根據(jù)用戶的配置產(chǎn)生視頻控制信號(hào)(包括HSysc，VSysc)為后續(xù)模塊提供統(tǒng)一的接 口信號(hào)；Gamma校正模塊，對輸入的視頻圖像進(jìn)行增強(qiáng)；入幀緩存模塊，把輸入的視頻流通 過視頻DMA方式輸出到MPMC中的VFBC接口，從而把一幀的視頻數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)存空間，同時(shí) 根據(jù)FS場信號(hào)進(jìn)行去隔行處理；多端口內(nèi)存控制模塊，控制DDR-SDRAM的存取，同時(shí)對其他 模塊保持透明，使得其他模塊可以不用考慮不同存儲(chǔ)芯片帶來的控制差異，其中VFBC接口是MPMC模塊中專門針對2D數(shù)據(jù)流的接口 ；出幀緩存模塊，把一幀的數(shù)據(jù)通過VFBC接口提 取出來，并按照配置的方式輸出(如隔行輸出等)；MEPG-2解碼模塊，對輸入的DVD視頻流 進(jìn)行視頻和音頻的解碼，對輸入倒車視頻流進(jìn)行旁路；視頻輸出接口，根據(jù)配置輸出到視頻 編碼器105，視頻總線，包括M位視頻數(shù)據(jù)信號(hào)以及視頻控制信號(hào)(HSysc、VSysc和DE)； FLASH控制器模塊，連接平臺(tái)配置芯片；IIC控制器模塊，其作用是對視頻編解碼芯片進(jìn)行 初始化配置。數(shù)字視頻輸入接口接收來自視頻解碼芯片104的H. 656標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，也可以接 收來自DVD的8位壓縮數(shù)字視頻流信號(hào)，通過軟件進(jìn)行輸入視頻流選擇配置。本發(fā)明的多功能車載多媒體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，包括主程序和中斷服務(wù)程序兩個(gè)部 分，其中主程序在開始后包括以下步驟11、系統(tǒng)配置，從平臺(tái)配置FLASH加載可重構(gòu)系統(tǒng)的軟、硬件配置數(shù)據(jù)；22、關(guān)中斷，系統(tǒng)初始化階段禁止所以中斷；33、加載操作系統(tǒng)，從外接固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備(如CF卡)加載嵌入式操作系統(tǒng)；44、設(shè)備初始化化，初始化時(shí)鐘、串口以及出/入幀緩存模塊的參數(shù)，包括幀起始 地址，幀的行數(shù)，幀的列數(shù)以及行字節(jié)數(shù)；初始化數(shù)據(jù)使能模塊的參數(shù)，包括水平前端像素、 水平同步脈沖寬度、水平后端像素、垂直前端像素、垂直同步脈沖寬度和垂直后端像素。如 果設(shè)置了隔行掃描模式，還必須設(shè)置第二場的垂直前端像素、垂直同步脈沖寬度和垂直后 端像素。55、開中斷，允許接受中斷信號(hào)(如按鍵)；66、檢測按鍵狀態(tài)，在此按鍵狀態(tài)寄存器有三種模式，分別是模式0 車載電腦，模 式1:影音播放，模式2:倒車視頻。(系統(tǒng)缺省模式是車載電腦。)77、進(jìn)入相應(yīng)模式的顯示界面，根據(jù)按鍵狀態(tài)調(diào)整相應(yīng)的幀緩存的起始地址，包 括影音視頻、用戶界面、倒車視頻等；所述步驟44初始化三個(gè)幀，可以進(jìn)一步具體分別是車載電腦幀緩存、影音視頻幀 緩存以及倒車視頻幀緩存，并把它們清零。其中中斷復(fù)位程序在開始后包括以下步驟111、入幀緩存使能，開放入幀緩存模塊；222、出幀緩存使能，開放出幀緩存模塊；333、按鍵狀態(tài)，根據(jù)按鍵狀態(tài)選擇相應(yīng)的模式，模式0 車載電腦，模式1 影音播 放，模式2:倒車視頻；444、按照相應(yīng)的模式切換幀緩存地址空間，包括切換到車載電腦幀緩存地址空 間、切換到影音視頻幀緩存地址空間、切換到倒車視頻幀緩存地址空間；555、選擇相應(yīng)的視頻輸入模式，模式1是MEPG-2視頻流，模式2是H. 656標(biāo)準(zhǔn)視 頻流；666、選擇視頻流輸出，系統(tǒng)采用的是H. 656標(biāo)準(zhǔn)視頻流；777、數(shù)據(jù)使能，整個(gè)視頻通道的最后開關(guān)，完成同步控制信號(hào)的整形和使能。其中所述步驟333包括電腦幀緩存地址空間(A)，影音視頻幀緩存地址空間(B)， 倒車視頻幀緩存地址空間(C)。出幀緩存模塊(1 在接收來自微處理器(1)的控制指令 后，多端口內(nèi)存控制器(14)從DDR-SDRAM (103)中讀取相應(yīng)模式的數(shù)據(jù)，并通過IXD顯示屏(111)輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。通過按鍵觸發(fā)中斷控制器(4)產(chǎn)生中斷信號(hào)，進(jìn)入中斷復(fù)位程序， 改變模式狀態(tài)，從而實(shí)時(shí)切換視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容。綜上所述，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)通過共享幀緩存地址空間，只需要 一個(gè)顯示屏就可以為用戶提供一個(gè)全面的信息處理平臺(tái)，通過本系統(tǒng)可以快捷靈活地獲取 不同的視頻流數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響整個(gè)多媒體系統(tǒng)的外觀設(shè)計(jì)，同時(shí)利用FPGA的可編程和可 重配置特點(diǎn)，本發(fā)明有利于硬件的升級(jí)配置，本系統(tǒng)各部分的接口靈活、兼容性強(qiáng)，可以根 據(jù)各個(gè)接口的特點(diǎn)和視頻流輸入輸出接口的需要，調(diào)整各部分的接口參數(shù)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以 達(dá)到整個(gè)多媒體系統(tǒng)的最優(yōu)性能。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)方框圖；圖2是本發(fā)明所述FPGA的功能模塊框圖；圖3是本發(fā)明的步驟流程圖；圖4是本發(fā)明的幀內(nèi)存映射示意圖。其中(見圖1、圖2) :1微處理器，2片內(nèi)SRAM模塊，3串口 UART，4中斷控制器，5 按鍵GPIO接口，6系統(tǒng)內(nèi)總線，7總線仲裁器，8系統(tǒng)復(fù)位模塊，9系統(tǒng)時(shí)鐘模塊，10系統(tǒng)數(shù)字 視輸入接口，11數(shù)據(jù)使能模塊，12為Gamma校正模塊，13入幀緩存模塊，14多端口內(nèi)存控制 模塊，15出幀緩存模塊，16為MEPG-2解碼模塊，17視頻輸出接口，18視頻總線，19FLASH控 制器模塊，20為IIC控制器模塊，101為FPGA處理系統(tǒng)整體，102為FPGA處理芯片，103為 DDR-SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(緩存芯片)，104視頻解碼芯片，105視頻編碼芯片，106音頻編 解碼芯片，107為DB9串行接口，108系統(tǒng)配置芯片，109平臺(tái)配置芯片，110為3G通信芯片， 111為LCD液晶屏，112音頻輸出設(shè)備，113為CF卡，114為DVI IN接口，115為DVI OUT接 口，116為標(biāo)準(zhǔn)的音頻輸入輸出接口，117為JTEG接口，118為CF接口。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的一種實(shí)施例參照圖1，101為基于FPGA的處理系統(tǒng)整體，102為FPGA處理芯片，103為 DDR-SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(緩存芯片)，104是視頻解碼芯片，105是視頻編碼芯片，106是音 頻編解碼芯片，107是DB9串行接口，108為系統(tǒng)配置芯片，109為平臺(tái)配置芯片，110為3G通 信芯片，111為終端IXD顯示屏，112為音頻輸出設(shè)備，113為系統(tǒng)固態(tài)存儲(chǔ)器CF卡。114為 H. 656視頻輸入接口，可以接收標(biāo)準(zhǔn)的H. 656數(shù)字視頻信號(hào)，與(圖2中的)DVI IN模塊相 連接。115為H. 656視頻輸出接口，可以發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的H. 656數(shù)字視頻信號(hào)，與(圖2中的) DVI OUT模塊相連接。116為標(biāo)準(zhǔn)的音頻輸入輸出接口，與(圖2中的)DAI OUT模塊相連 接。多媒體系統(tǒng)中的FPGA的各功能模塊劃分如圖2所示，1為微處理器模塊，2為片內(nèi) SRAM模塊，3為串口 UART，在系統(tǒng)調(diào)試以及升級(jí)時(shí)使用；4為中斷控制器，5為按鍵GPIO接 口，用戶通過按鍵觸發(fā)4引起1產(chǎn)生中斷，1調(diào)用中斷服務(wù)程序選擇工作模式，從而進(jìn)入相應(yīng) 的幀緩存地址空間；6為系統(tǒng)內(nèi)總線，7為總線總裁器，在多個(gè)模塊申請總線使用權(quán)時(shí)決定 哪個(gè)模塊擁有總線使用權(quán)；8為系統(tǒng)復(fù)位模塊，9為系統(tǒng)時(shí)鐘模塊，8提供片內(nèi)所有模塊的全局復(fù)位信號(hào)，其外接片外的復(fù)位按鈕，9提供片內(nèi)全局時(shí)鐘信號(hào)，其外接晶振；10為數(shù)字視 頻輸入接口，可以接收來自視頻解碼芯片104的H. 656標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，也可以接收來自DVD 的8位壓縮數(shù)字視頻流信號(hào)，通過軟件進(jìn)行輸入視頻流選擇配置；11為數(shù)據(jù)使能模塊，其主 要進(jìn)行信號(hào)的整形并產(chǎn)生DE信號(hào)，該模塊可以根據(jù)用戶的配置產(chǎn)生視頻控制信號(hào)(包括 HSysc, VSysc)為后續(xù)模塊提供統(tǒng)一的接口信號(hào)；12為Gamma校正模塊，對輸入的視頻圖像 進(jìn)行增強(qiáng)；13為入幀緩存模塊，把輸入的視頻流通過視頻DMA方式輸出到MPMC中的VFBC接 口，從而把一幀的視頻數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)存空間，同時(shí)根據(jù)FS場信號(hào)進(jìn)行去隔行處理；14為多 端口內(nèi)存控制模塊，控制DDR-SDRAM的存取，同時(shí)對其他模塊保持透明，使得其他模塊可以 不用考慮不同存儲(chǔ)芯片帶來的控制差異，其中VFBC接口是MPMC模塊中專門針對2D數(shù)據(jù)流 的接口 ；15為出幀緩存模塊，把一幀的數(shù)據(jù)通過VFBC接口提取出來，并按照配置的方式輸 出(如隔行輸出等)；16為MEPG-2解碼模塊，對輸入的DVD視頻流進(jìn)行視頻和音頻的解碼， 對輸入倒車視頻流進(jìn)行旁路；17為視頻輸出接口，根據(jù)配置輸出到視頻編碼器105，18為視 頻總線，包括M位視頻數(shù)據(jù)信號(hào)以及視頻控制信號(hào)(HSySC、VSySC和DE) ；19為FLASH控制 器模塊，連接平臺(tái)配置芯片109 ；20為IIC控制器模塊，其作用是對視頻編解碼芯片進(jìn)行初 始化配置。整個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)有三條視頻流，第一條視頻流是電腦視頻流，由微處理器1產(chǎn)生， 由專用的總線接口連接多端口內(nèi)存控制器14，從而進(jìn)入電腦幀緩存空間；第二條視頻流是 影音視頻流，輸入的壓縮視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字視頻輸入接口 8，入幀緩存模塊13，多端口內(nèi)存 控制器14，進(jìn)入到影音視頻幀緩存空間，再經(jīng)過出幀緩存模塊15，MEPG-2解碼模塊16，由 視頻輸出接口 17輸出標(biāo)準(zhǔn)H. 656數(shù)字視頻信號(hào)；第三條視頻流是倒車視頻流，輸入的標(biāo)準(zhǔn) H. 656數(shù)字視頻信號(hào)，經(jīng)過數(shù)字視頻輸入接口 8、數(shù)據(jù)使能模塊9、入幀緩存模塊13，多端口 內(nèi)存控制器14，進(jìn)入到倒車視頻幀緩存空間，再經(jīng)過出幀緩存模塊15，由視頻輸出接口 17 輸出標(biāo)準(zhǔn)H. 656數(shù)字視頻信號(hào)。三條視頻流對應(yīng)著三種模式，通過按鍵可以實(shí)時(shí)切換。圖3為系統(tǒng)的流程圖，整個(gè)系統(tǒng)分為主程序和中斷復(fù)位程序。其中主程序包括系 統(tǒng)配置11、關(guān)中斷22、加載操作系統(tǒng)33、設(shè)備初始化化44、開中斷55、按鍵狀態(tài)66、顯示界 面77 ；中斷服務(wù)程序包括入幀緩存使能111、出幀緩存使能222、按鍵狀態(tài)333、切換幀緩 存地址空間444、選擇輸入模式555、選擇輸出模式666、數(shù)據(jù)使能777。圖4為幀內(nèi)存映射示意圖。A是電腦幀緩存地址空間，B是影音視頻幀緩存地址 空間，C是倒車視頻幀緩存地址空間。出幀緩存模塊在接收來自微處理器的控制指令后，多 端口內(nèi)存控制器從DDR-SDRAM中讀取相應(yīng)模式的數(shù)據(jù)，并通過LCD顯示屏輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 通過按鍵觸發(fā)中斷控制器產(chǎn)生中斷信號(hào)，從而進(jìn)入中斷復(fù)位程序，改變模式狀態(tài)，從而實(shí)時(shí) 切換視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容。本發(fā)明都是基于MEPG-2的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)來說的，可以采用類似的方法推廣到其 他的壓縮標(biāo)準(zhǔn)以及目前正在制定中的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，所以強(qiáng)調(diào)的是壓縮功能。本發(fā)明都是基于DDR-SDRAM內(nèi)存芯片來說的，但可以采用類似的方法推廣到其他 的內(nèi)存芯片，強(qiáng)調(diào)的是內(nèi)存的功能。以下是本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)的一種部署的工作原理DVI IN部署三個(gè)攝像頭以及 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的壓縮視頻流。三個(gè)攝像頭分別是安裝在儀表盤上攝像頭Cl，其作用是車載電腦 啟動(dòng)身份識(shí)別；安裝在車頂上的攝像頭C2，其作用是監(jiān)控車內(nèi)的環(huán)境；以及安裝在車后的攝像頭C3，其作用是提供輔助倒車視頻影像。系統(tǒng)初始化為車載電腦模式，通過配置DVI IN 模塊連接Cl，配置入幀緩存、出幀緩存，采集一幀的指紋圖像至電腦幀緩存地址空間，然后 運(yùn)行指紋識(shí)別軟件來鑒別用戶的身份，以開啟整個(gè)系統(tǒng)。進(jìn)入系統(tǒng)后，再次配置DVI IN復(fù) 用模塊連接C2，把車內(nèi)環(huán)境的視頻信息采集到電腦幀緩存內(nèi)存空間，并通過車載電腦系統(tǒng) 實(shí)時(shí)地把監(jiān)控信息保存在固態(tài)儲(chǔ)存設(shè)備中，LCD顯示監(jiān)控信息。當(dāng)用戶按下按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入 中斷復(fù)位程序，配置DVI IN復(fù)用模塊，使其連接MPEG-2視頻流，選擇影音視頻幀緩存地址 空間系統(tǒng)，使能配置MEPG-2解碼器模塊，系統(tǒng)切換到影音視頻模式，LCD顯示影音信息。當(dāng) 用戶再次按下按鈕，系統(tǒng)再次進(jìn)入中斷，配置DVI IN復(fù)用模塊，使其連接攝像頭C3，選擇倒 車視頻幀緩存地址空間，同時(shí)旁路MEPG-2解碼器模塊，系統(tǒng)進(jìn)入倒車視頻模式，LCD顯示倒 車視頻信息。當(dāng)再次按下按鈕時(shí)，系統(tǒng)重新回到車載電腦模式，依次循環(huán)。綜上所述，可知本發(fā)明主要強(qiáng)調(diào)的是可重構(gòu)多功能車載多媒體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)， 采用的是基于FPGA的SoPC架構(gòu)，系統(tǒng)采用系統(tǒng)軟核作為MCU ；實(shí)現(xiàn)至少三種以上功能的共 享資源，即車載電腦、影音視頻和倒車視頻；強(qiáng)調(diào)的是多系統(tǒng)的融合，通過不同的幀緩存 可以實(shí)現(xiàn)至少三種以上不同系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線切換；在功能實(shí)現(xiàn)上本發(fā)明強(qiáng)調(diào)采用硬件IP 核的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊功能，軟件僅進(jìn)行系統(tǒng)初始化配置以及功能系統(tǒng)之間的切換。從以上所述還可看出本發(fā)明的一種創(chuàng)造性之表現(xiàn)實(shí)例目前汽車娛樂設(shè)備非常單 調(diào)，雖然汽車款式繁多，但從經(jīng)濟(jì)型轎車到豪華越野車，汽車?yán)锩娴膴蕵吩O(shè)備非常簡單，遠(yuǎn) 遠(yuǎn)落后于現(xiàn)在IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。例如，現(xiàn)在車?yán)锱鋫涞膴蕵吩O(shè)備，從一般的單碟CD，到6 碟DVD，到內(nèi)嵌的導(dǎo)航DVD，所有的汽車娛樂設(shè)備都是這幾個(gè)選擇，就算是用戶買了輛奧迪， 配到最豪華配置，也只有導(dǎo)航、DVD可以選擇，在這種現(xiàn)實(shí)情況下，用戶只能被迫接受這樣單 調(diào)的汽車生活。本發(fā)明的功能，正是為了解決用戶在一個(gè)廣大的城市生活的問題，強(qiáng)大的高 分辨率數(shù)字液晶屏，配合強(qiáng)大的車載電腦導(dǎo)航軟件，可以提供復(fù)雜立交橋的全景放大圖顯 示的能力，和自主路線規(guī)劃的能力，這也是現(xiàn)有電子設(shè)備根本不能解決的問題。另外，正是 由于用戶外出遇到堵車時(shí)，往往在汽車?yán)锎舻臅r(shí)間非常長，汽車?yán)镉植豢偸侵挥幸粋€(gè)人，因 此用戶完全可以利用這些時(shí)間干一些事情，不論是看看電影，還是上網(wǎng)炒炒股，還是玩一下 游戲，都可以打法一下無聊的堵車時(shí)間，享受真正的不一樣的全新的車內(nèi)信息生活。再有， 因?yàn)楸景l(fā)明有利于硬件的升級(jí)配置，配合輔助駕駛軟件，車載電腦可以提供一個(gè)更為舒適 的駕駛環(huán)境，如自動(dòng)巡航、航道偏離檢測、疲勞駕駛檢測以及無人安全監(jiān)控等。本發(fā)明未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求
1.一種多功能車載多媒體系統(tǒng)，其特征在于包括FPGA處理系統(tǒng)整體(101)、視頻解 碼芯片(104)、視頻編碼芯片(105)、音頻編解碼芯片(106)、DB9串行接口(107)，系統(tǒng)配置 芯片(108)，平臺(tái)配置芯片(109)，3G通信芯片(110)，所述FPGA處理系統(tǒng)整體(101)包括 FPGA處理芯片(102)和DDR-SDRAM數(shù)據(jù)緩存芯片(103)，所述的FPGA處理芯片通過多端口 內(nèi)存控制器模塊(14)與DDR-SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(10 連接，所述FPGA通過DVI IN接口 (114)與視頻解碼芯片(104)連接，所述FPGA通過DVI OUT接口(115)與視頻編碼處理芯 片(105)連接，視頻編碼芯片(105)與IXD液晶屏(111)相連，所述FPGA通過DAI OUT接 口(116)與音頻編解碼芯片(106)連接，音頻編解碼芯片(106)與音頻輸出設(shè)備(112)相 連，所述FPGA通過UART控制器與DB9串行接口(107)連接，所述FPGA通過配置JTEG接口 (117)與ACE高級(jí)配置器(108)連接，所述ACE高級(jí)配置器(108)通過CF接口(118)分別 與平臺(tái)配置芯片(109)和CF卡(113)相連接，所述FPGA處理芯片通過UART控制器與3G 通信芯片(110)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA通過DVIIN 接口(114)與視頻解碼芯片(104)連接，連接標(biāo)準(zhǔn)是H. 656，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA通過DVIOUT 接口(11 與視頻編碼處理芯片(10 連接，連接標(biāo)準(zhǔn)是H. 656。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)，其特征在于，視頻編碼芯片(105)輸 出規(guī)范或者是PAL，或者是SNTC，輸出類型或者是復(fù)合視頻，或者是獨(dú)立視頻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA包括微處理 器模塊(1)，片內(nèi)SRAM模塊O)，串口 UART (3)，中斷控制器⑷，按鍵GPIO接口(5)，系統(tǒng)內(nèi) 總線(6)，總線仲裁器(7)，系統(tǒng)復(fù)位模塊(8)，其外接片外的復(fù)位按鈕，系統(tǒng)時(shí)鐘模塊(9)， 其外接晶振，系統(tǒng)數(shù)字視頻輸入接口(10)，數(shù)據(jù)使能模塊(11)，Gamma校正模塊(12)，入幀 緩存模塊(13)，多端口內(nèi)存控制器模塊(14)，出幀緩存模塊(15)，MEPG-2解碼模塊(16)， 視頻輸出接口(17)，視頻輸出接口根據(jù)配置輸出到視頻編碼器，視頻總線(18) ,FLASH控制 器模塊(19)，IIC控制器模塊(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)字視頻輸入接口 (10)或者接收來自視頻解碼芯片(104)的H. 656標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，或者接收來自DVD的8位 壓縮數(shù)字視頻流信號(hào)。
7.—種如權(quán)利要求1所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括主程 序和中斷服務(wù)程序，其中主程序在開始后包括以下步驟·11、系統(tǒng)配置，從平臺(tái)配置FLASH加載可重構(gòu)系統(tǒng)的軟、硬件配置數(shù)據(jù)；·22、關(guān)中斷，系統(tǒng)初始化階段禁止所以中斷；·33、加載操作系統(tǒng)，從外接固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備(如CF卡)加載嵌入式操作系統(tǒng)；·44、設(shè)備初始化化，包括初始化時(shí)鐘、串口以及出/入幀緩存模塊的參數(shù)，初始化數(shù)據(jù) 使能模塊的參數(shù)；幀起始地址，幀的行數(shù)，幀的列數(shù)以及行字節(jié)數(shù)，，包括水平前端像素、水 平同步脈沖寬度、水平后端像素、垂直前端像素、垂直同步脈沖寬度和垂直后端像素；·55、開中斷，允許接受中斷信號(hào)；·66、檢測按鍵狀態(tài)，在此按鍵狀態(tài)寄存器有三種模式，分別是模式0，模式1，模式2 ； ·77、進(jìn)入相應(yīng)模式的顯示界面，根據(jù)按鍵狀態(tài)調(diào)整相應(yīng)的幀緩存的起始地址，包括影音視頻、用戶界面、倒車視頻；其中中斷復(fù)位程序在開始后包括以下步驟 111、入幀緩存使能，開放入幀緩存模塊； 222、出幀緩存使能，開放出幀緩存模塊；·333、按鍵狀態(tài)，根據(jù)按鍵狀態(tài)選擇相應(yīng)的模式，模式0，模式1，模式2 ； 444、按照相應(yīng)的模式切換幀緩存地址空間，包括切換到車載電腦幀緩存地址空間、切 換到影音視頻幀緩存地址空間、切換到倒車視頻幀緩存地址空間；·555、選擇相應(yīng)的視頻輸入模式，模式1是MEPG-2視頻流，模式2是H. 656標(biāo)準(zhǔn)視頻流； 666、選擇視頻流輸出；·777、數(shù)據(jù)使能，完成同步控制信號(hào)的整形和使能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于初始化時(shí)鐘、 串口以及出/入幀緩存模塊的參數(shù)，包括幀起始地址，幀的行數(shù)，幀的列數(shù)以及行字節(jié)數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于初始化數(shù)據(jù) 使能模塊的參數(shù)，包括水平前端像素、水平同步脈沖寬度、水平后端像素、垂直前端像素、垂 直同步脈沖寬度和垂直后端像素。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能車載多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述步驟 333包括電腦幀緩存地址空間(A)，影音視頻幀緩存地址空間(B)，倒車視頻幀緩存地址空 間(C)；出幀緩存模塊(1 在接收來自微處理器(1)的控制指令后，多端口內(nèi)存控制器 (14)從DDR-SDRAM(103)中讀取相應(yīng)模式的數(shù)據(jù)，并通過IXD顯示屏(111)輸出相應(yīng)的數(shù) 據(jù)；通過按鍵觸發(fā)中斷控制器(4)產(chǎn)生中斷信號(hào)，進(jìn)入中斷復(fù)位程序，改變模式狀態(tài)，從而 實(shí)時(shí)切換視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容。
全文摘要
一種多功能車載多媒體系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，包括基于FPGA的多媒體系統(tǒng)整體，F(xiàn)PGA的多媒體系統(tǒng)整體包括FPGA芯片、內(nèi)存芯片、解碼芯片、編碼芯片等，其中FPGA芯片實(shí)現(xiàn)電腦基本系統(tǒng)、視頻解碼模塊、MEPG-2解壓模塊、視頻編碼模塊等，系統(tǒng)工作原理是以三個(gè)不同的幀緩存地址空間分別儲(chǔ)存來自電腦的處理數(shù)據(jù)、DVD影音數(shù)據(jù)和倒車視頻數(shù)據(jù)，并通過一個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)三種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)在線切換，從而復(fù)用系統(tǒng)資源。本發(fā)明集多功能設(shè)備于一體，實(shí)現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)源之間相互實(shí)時(shí)切換，系統(tǒng)可以隨著時(shí)間的推移進(jìn)行硬件升級(jí)，從而保護(hù)消費(fèi)者的投資，作為一種基于FPGA的多媒體系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于汽車中，而且可以應(yīng)用與視頻處理相關(guān)的行業(yè)中。
文檔編號(hào)G11B20/10GK102142265SQ20111002090
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者劉天鍵, 葉玲 申請人:劉天鍵