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。  

　　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。

　　USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡(jiǎn)稱為“通串線，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。

　　目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0，各USB版本間能很好的兼容。USB用一個(gè)4針（USB3.0標(biāo)準(zhǔn)為9針）插頭作為標(biāo)準(zhǔn)插頭，采用菊花鏈形式可以把所有的外設(shè)連接起來，多可以連接127個(gè)外部設(shè)備，并且不會(huì)損失帶寬。USB需要主機(jī)硬件、操作系統(tǒng)和外設(shè)三個(gè)方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持USB功能的控制芯片組，主板上也安裝有USB接口插座，而且除了背板的插座之外，主板上還預(yù)留有USB插針，可以通過連線接到機(jī)箱前面作為前置USB接口以方便使用（注意，在接線時(shí)要仔細(xì)閱讀主板說明書并按圖連接，千萬不可接錯(cuò)而使設(shè)備損壞）。而且USB接口還可以通過專門的USB連機(jī)線實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互連，并可以通過Hub擴(kuò)展出更多的接口。USB具有傳輸速度快（USB1.1是12Mbps，USB2.0是480Mbps, USB3.0是5 Gbps），使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨(dú)立供電等優(yōu)點(diǎn)，可以連接鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)、掃描儀、攝像頭、閃存盤、MP3機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤、外置光軟驅(qū)、USB網(wǎng)卡、ADSL Modem、Cable Modem等，幾乎所有的外部設(shè)備。

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

　　長期以來，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。

　　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。

　　2） 觸摸屏和書寫識(shí)別

　　觸控屏（Touch panel）又稱為觸控面板，是個(gè)可接收觸頭等輸入訊號(hào)的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時(shí)，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動(dòng)各種連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動(dòng)的影音效果。

　　隨著多媒體信息查詢的與日俱增，人們?cè)絹碓蕉嗟卣劦接|摸屏，因?yàn)橛|摸屏不僅適用于中國多媒體信息查詢的國情，而且觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù)，我們用戶只要用手指輕輕地碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)大大方便了那些不懂電腦操作的用戶。觸摸屏作為一種的電腦輸入設(shè)備，它是目前簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸摸屏在我國的應(yīng)用范圍非常廣闊，主要是公共信息的查詢；如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢；城市街頭的信息查詢；此外應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。將來，觸摸屏還要走入家庭。

　　近幾年來，通過觸摸和拖動(dòng)來實(shí)現(xiàn)選擇和調(diào)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)品的可銷售性能的重要競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)。在32位系統(tǒng)中，我們能夠容易地通過電阻式觸摸屏來實(shí)現(xiàn)這些功能。

　　在導(dǎo)航應(yīng)用中，還需要支持書寫功能，為了滿足汽車環(huán)境的特殊需要，我們還可以設(shè)計(jì)采用藍(lán)牙方式的無線手寫輸入板，將其安裝到方向盤上面，方便司機(jī)操作。

　　3） 簡(jiǎn)單明了的操作界面

　　人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，是一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。如何通過周密而認(rèn)真的設(shè)計(jì)，讓消費(fèi)者能夠直觀、簡(jiǎn)單地操作產(chǎn)品，是一個(gè)難題。

　　4） 多種系統(tǒng)喚起方式

　　在更加好的人體工學(xué)的要求下，系統(tǒng)通電狀態(tài)下，從待機(jī)狀態(tài)喚醒系統(tǒng)的方式需要多種。

　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)
　　

　　汽車上需要給使用者提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘，車載音響一般都需要設(shè)計(jì)一個(gè)。

　　多種視頻信號(hào)輸入和處置方式
　　

　　支持前臺(tái)和后臺(tái)操作方式。前臺(tái)是嵌入在操作臺(tái)上面的，主要提供給司機(jī)使用，顯示各種交互式控制信息和導(dǎo)航信息。后臺(tái)輸出是提供給后排乘客使用的，主要是提供多媒體內(nèi)容，供后排乘客欣賞。

　　如何同ECU通信
　　

　　在的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，車載音響可以同汽車主ECU通信，將汽車運(yùn)作和行駛的一些主要參數(shù)在顯示器中顯示出來。

　　方向盤控制器
　　

　　方向盤控制器使駕駛員可以方便地控制設(shè)備，該設(shè)計(jì)是通過ECU來實(shí)現(xiàn)的，多數(shù)設(shè)計(jì)的方向盤是直接連接到車載設(shè)備的，我們需要根據(jù)目標(biāo)車型來開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。

　　自動(dòng)亮度控制功能
　　

　　在汽車中應(yīng)用的顯示器產(chǎn)品，應(yīng)該有一個(gè)性能優(yōu)異的自動(dòng)亮度控制裝置，以滿足快速變化的照明環(huán)境需要。為此，我們?cè)谙到y(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)光學(xué)傳感器，系統(tǒng)根據(jù)外部照度的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示器的顯示指標(biāo)。

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見圖1。本設(shè)計(jì)中可以增刪的系統(tǒng)功能有如下幾個(gè)方面：

　　無碟片系統(tǒng)
　　

　　對(duì)于熱愛FLASH的用戶，碟片已經(jīng)是一個(gè)多余和麻煩的部件，我們的設(shè)計(jì)可以方便地簡(jiǎn)化為一個(gè)無碟片系統(tǒng)，通過FLASH卡和內(nèi)置的NAND FLASH、USB等設(shè)備作為數(shù)字內(nèi)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(jī)身內(nèi)部，但是面板設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jī)和RDS
　　

　　在DTS系統(tǒng)中，RDS是一個(gè)選擇項(xiàng)目，通過32位CPU的強(qiáng)大功能，我們能夠?qū)崿F(xiàn)RDS的各種級(jí)別的功能和需要，達(dá)到能夠支持TMC實(shí)時(shí)路況導(dǎo)航的功能。

　　DAB系統(tǒng)
　　

　　在歐洲等采用DAB的環(huán)境里面，我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以通過模塊接入的方式，支持DAB以及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)廣播功能。

　　藍(lán)牙
　　

　　作為短距離通信的技術(shù)，藍(lán)牙在汽車內(nèi)部的應(yīng)用已經(jīng)是一個(gè)必備項(xiàng)目。

　　免提電話接入功能
　　

　　首先我們需要通過藍(lán)牙支持汽車內(nèi)部的免提通話功能，通過產(chǎn)品內(nèi)置的抗干擾的麥克風(fēng)陣列和車內(nèi)揚(yáng)聲器，完成免提通話的功能。未來的開發(fā)，我們的藍(lán)牙系統(tǒng)還將支持藍(lán)牙后視倒車鏡或者倒車?yán)走_(dá)，通過無線技術(shù)，降低連線工藝和工程難度。

　　手機(jī)充電電源支持
　　

　　通過USB端口，本設(shè)計(jì)可以為支持USB充電的手機(jī)提供充電功能。

　　系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

　　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(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品量化的關(guān)鍵因素。在采用32位CPU實(shí)現(xiàn)的車載多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們將復(fù)雜的導(dǎo)航和控制系統(tǒng)、LCD驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)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。整個(gè)工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔可靠，空間利用率高，連接端口少，加工方便，至通率高。