基于32位系統(tǒng)的車載多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

車載多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)，是在嵌入安裝在汽車環(huán)境使用的多媒體系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)。相對(duì)于手持式的個(gè)人導(dǎo)航產(chǎn)品（PND），車載多媒體導(dǎo)航產(chǎn)品需要應(yīng)對(duì)更為嚴(yán)苛的環(huán)境和性能要求。首先，是超過工業(yè)產(chǎn)品的工作環(huán)境溫度要求。其次，是點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等強(qiáng)電磁干擾對(duì)接收極微弱GPS信號(hào)的導(dǎo)航系統(tǒng)的干擾。此外，震動(dòng)對(duì)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(duì)車載產(chǎn)品提出更高要求。

　　即使是在惡劣環(huán)境下，車載產(chǎn)品的可靠性要求仍需要保持在一個(gè)相當(dāng)高的級(jí)別之上。因而在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，我們需要在可靠性、可用性等方面花費(fèi)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)車載產(chǎn)品，在完成設(shè)計(jì)后，要安裝進(jìn)汽車中應(yīng)用，要經(jīng)過非常冗長(zhǎng)而繁雜的測(cè)試過程，特別是漫長(zhǎng)的路測(cè)，這個(gè)實(shí)際的技術(shù)和工程需要，導(dǎo)致新技術(shù)新器件進(jìn)入車載的幾率大大減小，速度大大慢過消費(fèi)和其他領(lǐng)域。

　　車載音響產(chǎn)品，從收音機(jī)、磁帶機(jī)到CD播放機(jī)，經(jīng)歷了數(shù)十年的逐步完善和提升過程。在車載CD剛剛開始普及的時(shí)候，車載產(chǎn)品就已經(jīng)面臨將導(dǎo)航、互聯(lián)網(wǎng)、甚至移動(dòng)計(jì)算等功能快速納入的壓力和實(shí)際需要，固體儲(chǔ)存和數(shù)字壓縮音樂、數(shù)字聲音廣播和數(shù)字電視廣播等各種功能不斷地進(jìn)入車載系統(tǒng)。

　　隨著LCD應(yīng)用的日趨成熟，汽車影音產(chǎn)品全面進(jìn)入平板顯示時(shí)代。從儀表盤的升級(jí)換代，到內(nèi)容顯示方式和檔次的提升，以顯示為中心的汽車產(chǎn)品需求已經(jīng)實(shí)實(shí)在在擺在我們的面前。其中，導(dǎo)航產(chǎn)品成為汽車標(biāo)配部件，在高端汽車中已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)；而在普通汽車中的實(shí)現(xiàn)也是指日可待。

　　車載音響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的演化歷程

　　長(zhǎng)期以來，車載音響產(chǎn)品都是在簡(jiǎn)單的邏輯控制結(jié)構(gòu)上面發(fā)展，起初，系統(tǒng)主要支持收音功能，后來有了磁帶播放設(shè)備，這類系統(tǒng)不需要負(fù)載控制，簡(jiǎn)單的邏輯控制就能滿足需要。當(dāng)CD進(jìn)入汽車領(lǐng)域，車載音響就進(jìn)入了4位MCU時(shí)代，AM/FM收音的調(diào)諧控制、按鍵、顯示以及CD的處理，一個(gè)4位單片機(jī)就足夠應(yīng)對(duì)，這種狀況延續(xù)了十多年的時(shí)間，直至今天，4位單片機(jī)依然是市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。

　　按說，車載音響產(chǎn)品也應(yīng)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)展過程，目前8位MCU的確進(jìn)入了車載音響，但是，8位MCU還沒有成為汽車領(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(dǎo)體呈現(xiàn)的加速現(xiàn)象，以及車載產(chǎn)品對(duì)可靠性和認(rèn)證的嚴(yán)酷要求，使得8位MCU還沒有普及，16位還很少應(yīng)用，而我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一步跨入了32位時(shí)代。

　　基于32位系統(tǒng)的車載多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

　　在今天的車載產(chǎn)品中，我們采用32位CPU的設(shè)計(jì)，面臨幾個(gè)棘手的特殊要求：

　　低待機(jī)功耗的要求
　　

　　車載設(shè)備在待機(jī)時(shí)，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其實(shí)際消耗電流的要求很低。

　　基于嵌入式操作系統(tǒng)的快速響應(yīng)難題
　　

　　在使用32位CPU的車載導(dǎo)航系統(tǒng)里面，我們無一例外的都需要一個(gè)操作系統(tǒng)（OS）來支撐工作，但是目前的任何一個(gè)操作系統(tǒng)對(duì)于車載產(chǎn)品來說都是一個(gè)龐然大物，其內(nèi)部復(fù)雜和漫長(zhǎng)的處理過程，導(dǎo)致其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間同應(yīng)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(tǒng)的快速響應(yīng)問題，是一個(gè)難題，也是一個(gè)車載項(xiàng)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(qū)動(dòng)方式的不同，有模擬和數(shù)字驅(qū)動(dòng)兩種不同的方式。我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持兩種不同的驅(qū)動(dòng)方式的顯示屏。目前，在汽車中應(yīng)用的主要是6.2、6.5或者7寸LCD屏，多數(shù)分辨率是480×234的，也有少數(shù)的分辨率是640×480。

　　符合人體工程學(xué)的整體界面設(shè)計(jì)
　　

　　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(shè)備，在具有觸摸屏的設(shè)計(jì)中，我們僅保留一些基本的按鍵，如開關(guān)機(jī)、出碟、或者一些直接切換功能的按鍵，其他應(yīng)該盡量體現(xiàn)在觸摸屏上，通過靈活的顯示提示來予以實(shí)現(xiàn)。

　　雖然汽車環(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(jī)年代開始的調(diào)諧和音量等調(diào)整，相關(guān)產(chǎn)品一般都需要設(shè)置一個(gè)或者兩個(gè)采用飛梭工藝的旋鈕，用來快速和直觀調(diào)整音量等，在32位設(shè)計(jì)中，我們依然保持這個(gè)風(fēng)格。