基于Alchemy Au1200的多媒体导航系统设计

摘要：本文结合Au1200的内部架构及特点，给出了既可满足车载性能，又能应用于便携产品的多媒体导航系统设计方案，尤其是GPS及电源部分的设计和实现。
关键词：多媒体；导航；Au1200

引言

多媒体导航系统集成了现今深受欢迎的PMP和GPS的双重功能，可以提供音视频播放、GPS智能路径指引、电子文档浏览、图片浏览等一系列服务。在多媒体播放方面，支持MPEG1、MPEG2、MPEG4、WMA V9 等主流格式媒体。

当前，多媒体导航系统的研究热点之一为：从传统的车载使用向便携式方向发展，即实现多媒体导航系统的车载功能和便携式应用的完美结合，随时随地给消费者真正的现代科技成果享受。这也是本设计方案的特点之一。

基于Au1200的多媒体导航系统设计方案

总体方案设计

专门为便携式播放器设计的低功耗、高性能微处理器Alchemy Au1200，采用了MIPS架构，具有显著优点：功耗极低：＜400mW @ 400MHz；支持多种主流媒体格式；DVD视频质量(720×480)，可扩展到1024×768；集成多媒体加速引设备，又可作为从设备使用；AES-128加密/解密保证安全；可编程串行控制器支持IIS、AC97、SPI、SMBus；支持Windows CE5.0和Linux2.6操作系统。

经过对该芯片认真研究，在搜集并分析了大量相关资料的基础上，设计出了基于Au1200的多媒体导航系统方案，其系统架构如图1所示。　　

图1 基于Au1200的多媒体导航系统构架

系统内存选用美光的DDR266 SDRAM，型号为MT46V32M16TG，采用2片并联的形式，总容量128MB，数据位宽为32位，内存带宽为1066MB/s，与Au1200的内存控制器直接相连。

启动 ROM为NOR型Flash存储器，型号为S29GL256N，容量为32MB，16位的数据位宽，由于Au1200只有15根地址总线，故需要一片锁存器74LVC16374，并配合ALE信号来锁存地址，以完成S29GL256N与Au1200的连接。

主存储器配置方面，考虑到价格因素，兼顾数据读取速度，采用Hitachi公司的HTC426020G7CE10，存储容量20GB。另外，可以通过SD卡座以及USB口存储数据，便于随身携带。

声卡芯片选用Wolfson公司的音频+触摸屏编译码器WM9712，不仅能处理声音，还带有触摸屏控制器，接口采用AC’97标准。声卡芯片输出音频信号至耳机,喇叭以及射频发送模块选用ROHM公司的无线音频传输芯片BH1417FV。其中，射频发送模块输出音频至汽车音响系统，可以大大改善音响效果。

两个USB接口分别配置成HOST和DEVICE模式，使得该系统既可以作为主机连接USB设备，又可以作为从设备连接到其他主机的USB口。

按键部分的设计，每个常开式按键的一端通过上拉电阻连接3.3Ｖ电源，另一端接至Au1200的GPIO口，由软件检测按键动作并执行相应的操作。

LCD触摸屏采用TOPSUN公司的TS40WD2B-02，4.0英寸，分辨率为 480×272，工作电压为3.3V，接口类型为数字 24位 RGB，通过软排线与Au1200的LCD控制接口连接。

GPS模块设计

作为车载、便携两用产品，在满足性能的前提下，模块的体积必须要小。LEVAVE公司的GPS模块GPS-R37定位精度在10m以内，灵敏度高达-159dbm，而体积只有18×18mm，符合本方案设计要求。其与Au1200的连接方式如图2所示。

图2 GPS模块硬件连接图

其中，GPS模块与Au1200微处理器之间的数据通信通过Au1200的串口进行。供电方式方面，GPS模块通过低压差线性稳压器MCP1726与电源连接，并由Au1200控制通断。这样，保证GPS模块工作时可以获得稳定的大电流，而在关断状态下则可以减少功耗。

由于GPS模块与Au1200间通过Au1200的串口进行数据通信，所以，软件部分由主处理器的串口读取GPS数据，采用GPS+地图匹配的组合方法进行GPS定位，再进行进一步的路径规划等操作，其流程如图３所示。

图3 导航软件流程图

电源设计

考虑到车载、便携两用功能，本系统采用的供电方式为：有外部电源或车载过程中，通过电压适配器给系统供电；随身携带时由系统自带的一块锂电池供电，实现方案如图４所示。SC805为微型大电流锂离子电池充电器，可以对电池快速高精度地充电，并提供过充保护。LTC4411为低功耗电源路径控制器，当输入端电压大于输出端电压时，器件导通，反之器件停止工作。可以看出，当连接外部电源时，SC805对电池快速充电至充满为止，而LTC4411截止，系统由外部电源直接供电；当无外部电源连接时，SC805不工作，LTC4411导通，系统由锂离子电池供电。

图4 电源供电方式

另外，为降低系统功耗，便于外出携带，在系统电源配置上：将Au1200的内核供电电压1.2V与外部I/O口供电电压2.5V、3.3V进行隔离。其中，1.2V由高效降压控制器转换得到，2.5V、3.3V分别由用SC192构成的高效率降压型DC/DC芯片转换得到。

方案总结

如上设计的基于Au1200的多媒体导航系统，采用400MHz主频的Au1200，配合DDR内存，大大提高了数据处理能力；高效动态电源管理技术显著延长了音视频播放时间，提高了电池寿命，便于随身携带；20GB的主存储器以及预留的可扩展SD卡槽，可满足大容量存储需求。经过调试，本系统运行状况良好，完全达到了设计的性能参数要求。加上Au1200丰富的扩展接口，这些优势赋予了本设计方案在多媒体导航领域的强大竞争力。■

参考文献：
1. AMD Technologies Inc.Au1200 Processor Application Guide. http://www.amd.com/,2005-09
2. AMD Technologies Inc. AMD Alchemy Au1200 DataSheet. http://www.amd.com/,2005-01
3. 陈俊勇,邓中亮.Windows CE.net设备驱动程序开发研究.微处理机,2006年第3期，pp.49-51
4. 王庆江,董渭清.嵌入式系统及其开发领域典型特性分析.计算机应用研究,2002,(4)：11-33