基于i.MX6車(chē)載音視頻系統的設計和實(shí)現

2.4 顯示模塊

MHL Source的音視頻數據經(jīng)過(guò)ADV7481解碼，剝離出視頻數據。視頻數據通過(guò)MIPI接口傳送到處理器，在經(jīng)過(guò)處理器內部的圖像處理單元和硬件模塊處理電路的轉換，生成可在LVDS接口傳輸的RGB格式的視頻數據流。通過(guò)外接的TFT屏顯示視頻圖像。對TFT屏還增加了額外的設計，如通過(guò)軟件來(lái)設計屏幕的亮度，以及實(shí)現觸控回傳功能。

2.5 WM8962音頻驅動(dòng)模塊

從ADV7481解碼出的I2S格式音頻信號，在SPI總線(xiàn)的控制下傳輸到處理器的I2S接收模塊。音頻數據仍以I2S格式，通過(guò)處理器內部另外一個(gè)獨立的I2S發(fā)送模塊傳輸到音頻驅動(dòng)，經(jīng)過(guò)處理后從耳機接口輸出。通常耳機線(xiàn)纜長(cháng)度為1 m左右，在電磁兼容領(lǐng)域可以看成一根有效天線(xiàn)，很容易接收系統內部噪聲，向外輻射能量，導致EMI超標。設計時(shí)需要在每根信號線(xiàn)上放置對地濾波電容，濾波高頻噪聲，防止向外輻射。

3 系統軟件設計

3.1 系統軟件流程圖

根據系統設計的功能需求，基于i.MX6的車(chē)載音視頻系統軟件流程圖如圖5所示。

系統初始化后，配置電源管理模塊，然后檢測MHL輸入還是HDMI輸入，按不同輸入模式配置解碼芯片和處理器，配置MIPI時(shí)鐘、幀時(shí)鐘、控制音視頻同步等，最后分別處理視頻和音頻數據并輸出。

3.2 ADV7481驅動(dòng)初始化流程圖

ADV7481驅動(dòng)初始化應用狀態(tài)機進(jìn)行編程。初始化時(shí)呈四種狀態(tài)，開(kāi)機之前的未知狀態(tài)定義為Unknown模式;沒(méi)有檢測到線(xiàn)纜插入的狀態(tài)定義為Free_run模式，系統輸出默認的640x480@60的檢測方格的視頻圖像;檢測到MHL線(xiàn)纜插入定義為MHL_IN模式，按照MHL模式配置ADV7481芯片;檢測到HDMI線(xiàn)纜插入定義為HDMI_IN模式，按照HDM模式配置ADV74 81芯片。

4個(gè)狀態(tài)之間相互轉換的狀態(tài)圖如圖6所示。在芯片復位或者初始化時(shí)，Unknown狀態(tài)跳轉到Free_run狀態(tài);在Free_run狀態(tài)，當檢測到MHL線(xiàn)纜插入時(shí)插入MHL_IN狀態(tài)，當檢測到HDMI線(xiàn)纜插入時(shí)插入HDMI_IN狀態(tài);在MHL狀態(tài)下檢測到MHL線(xiàn)纜撥出或只檢測到MHL線(xiàn)纜插入而沒(méi)有檢測到MHL設備時(shí)，跳轉到Free_run狀態(tài);在HDMI狀態(tài)下檢測到HDMI線(xiàn)纜撥出或只檢測到HDMI線(xiàn)纜插入而沒(méi)有檢測到HDMI設備時(shí)，跳轉到Free_run狀態(tài)。

3.3 MIPI時(shí)鐘的設置

處理器i.MX6中集成的MIPI DPHY的最大串行數據速率為80 MHz～1 GHz，它必須與ADV7481的MIPI DPHY數據速率相匹配，否則MIPI_CSI錯誤狀態(tài)寄存器會(huì )報出“Start of

Transmission Error on Data Lane”。當兩者的速率相匹配時(shí)，MIPI_CSI_ERR1的值為0x0，當速率不匹配發(fā)生錯誤時(shí)，MIPI_CSL_ERR1為0x3。

ADV7481的數據速率取決于輸入視頻圖像的像素時(shí)鐘，每像素的比特數和通道數。為了匹配ADV7481的數據輸出速率，必需設置MIPI_CSI_PHY_TST_CTRL1寄存器值。設置如下的結構體和數組。

3.4 幀速率的設置

幀速率(FPS)與像素時(shí)鐘(Fpixel_clk)，視頻的分辨率和行列消隱三個(gè)參數有關(guān)。利用adv748x_get_fps()函數獲得像素時(shí)鐘為Fpixel_clk，通過(guò)748x_get_input_info()函數可以獲取視頻額分辨率為Width*Height，行列消隱為HBP、HFP、VBP和VFP等信息。利用公式(1)計算幀速率。

FPS=FPXCLK/(HBP+WIDTH+HFP)*(VBP+HEIGHT+VFP) (1)

4 系統功能測試

系統的功能測試包括兩個(gè)部分：MHL格式數據輸入的功能測試，這是本文設計的關(guān)鍵功能;HDMI格式數據輸入的功能測試。

4.1 輸入MHL格式數據的功能測試

在MHL格式數據源功能測試時(shí)，以聯(lián)想公司生產(chǎn)的型號為K860I的智能手機作為數據源終端，輸入到車(chē)載音視頻系統中，進(jìn)行音視頻功能測試。

實(shí)際功能測試效果圖如圖7所示。系統上電后，黃色指示燈亮，表示MHL數據源輸入。依次對設計的車(chē)載音視頻系統進(jìn)行了音頻、圖片、音視頻、應用程序4個(gè)方面進(jìn)行測試，測試結論如下：

1)手機播放歌曲時(shí)，在外接的耳機中能夠聽(tīng)到清晰的音樂(lè )，音頻滿(mǎn)足預期設計要求。

2)手機查看圖片時(shí)，能從LCD屏幕中看到清晰的圖片，實(shí)現雙屏互動(dòng)，滿(mǎn)足預期設計要求。

3)手機播放音視頻時(shí)，也可從LCD屏幕中看到連續的視頻，同時(shí)從外接的耳機聽(tīng)到同步的聲音，實(shí)現信息娛樂(lè )功能，滿(mǎn)足預期設計要求。

4)手機使用百度地圖軟件時(shí)，能夠在LCD屏實(shí)時(shí)顯示。啟動(dòng)軟件中導航功能時(shí)，能夠為駕駛員提供地圖導航、語(yǔ)音導航和實(shí)時(shí)路況信息，滿(mǎn)足預期設計要求。

4.2 輸入HDMI格式數據的功能測試

文中設計的系統還兼容HDMI接口。以戴爾公司生產(chǎn)的型號為V1450的筆記本作為HDMI格式數據源輸入到系統進(jìn)行功能測試，實(shí)際功能測試圖如圖8所示。系統設計的HDMI接口，支持800*600像素。將筆記本的分辨率設置成800*600，在LCD屏幕上能夠顯示筆記本的桌面，滿(mǎn)足設計要求。

5 結論

隨著(zhù)國內外汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅猛，各類(lèi)車(chē)載電子設備及其應用技術(shù)的發(fā)展也日新月異，成為工業(yè)界研究的熱點(diǎn)。本文正是基于這一需求，對車(chē)載的音視頻系統進(jìn)行深入研究，采用飛思卡爾半導體i.MX6，結合新穎的MHL協(xié)議，開(kāi)發(fā)設計出一款可利用手機音視頻資源的車(chē)載音視頻系統。