基于i.MX6车载音视频系统的设计和实现(二)

时间:2016-11-28     作者:


2.4 显示模块

MHL Source的音视频数据经过ADV7481解码,剥离出视频数据。视频数据通过MIPI接口传送到处理器,在经过处理器内部的图像处理单元和硬件模块处理电路的转换,生成可在LVDS接口传输的RGB格式的视频数据流。通过外接的TFT屏显示视频图像。对TFT屏还增加了额外的设计,如通过软件来设计屏幕的亮度,以及实现触控回传功能。

2.5 WM8962音频驱动模块

从ADV7481解码出的I2S格式音频信号,在SPI总线的控制下传输到处理器的I2S接收模块。音频数据仍以I2S格式,通过处理器内部另外一个独立的I2S发送模块传输到音频驱动,经过处理后从耳机接口输出。通常耳机线缆长度为1 m左右,在电磁兼容领域可以看成一根有效天线,很容易接收系统内部噪声,向外辐射能量,导致EMI超标。设计时需要在每根信号线上放置对地滤波电容,滤波高频噪声,防止向外辐射。

3 系统软件设计

3.1 系统软件流程图

根据系统设计的功能需求,基于iMX6的车载音视频系统软件流程图如图5所示。

 

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系统初始化后,配置电源管理模块,然后检测MHL输入还是HDMI输入,按不同输入模式配置解码芯片和处理器,配置MIPI时钟、帧时钟、控制音视频同步等,分别处理视频和音频数据并输出。

3.2 ADV7481驱动初始化流程图

ADV7481驱动初始化应用状态机进行编程。初始化时呈四种状态,开机之前的未知状态定义为Unknown模式;没有检测到线缆插入的状态定义为Free_run模式,系统输出默认的640x480@60的检测方格的视频图像;检测到MHL线缆插入定义为MHL_IN模式,按照MHL模式配置ADV7481芯片;检测到HDMI线缆插入定义为HDMI_IN模式,按照HDM模式配置ADV74 81芯片。

4个状态之间相互转换的状态图如图6所示。在芯片复位或者初始化时,Unknown状态跳转到Free_run状态;在Free_run状态,当检测到MHL线缆插入时插入MHL_IN状态,当检测到HDMI线缆插入时插入HDMI_IN状态;在MHL状态下检测到MHL线缆拨出或只检测到MHL线缆插入而没有检测到MHL设备时,跳转到Free_run状态;在HDMI状态下检测到HDMI线缆拨出或只检测到HDMI线缆插入而没有检测到HDMI设备时,跳转到Free_run状态。

 

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3.3 MIPI时钟的设置

处理器i.MX6中集成的MIPI DPHY的串行数据速率为80 MHz~1 GHz,它必须与ADV7481的MIPI DPHY数据速率相匹配,否则MIPI_CSI错误状态寄存器会报出“Start of

Transmission Error on Data Lane”。当两者的速率相匹配时,MIPI_CSI_ERR1的值为0x0,当速率不匹配发生错误时,MIPI_CSL_ERR1为0x3。

ADV7481的数据速率取决于输入视频图像的像素时钟,每像素的比特数和通道数。为了匹配ADV7481的数据输出速率,必需设置MIPI_CSI_PHY_TST_CTRL1寄存器值。设置如下的结构体和数组。

 

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3.4 帧速率的设置

帧速率(FPS)与像素时钟(Fpixel_clk),视频的分辨率和行列消隐三个参数有关。利用adv748x_get_fps()函数获得像素时钟为Fpixel_clk,通过748x_get_input_info()函数可以获取视频额分辨率为Width*Height,行列消隐为HBP、HFP、VBP和VFP等信息。利用公式(1)计算帧速率。

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

4 系统功能测试

系统的功能测试包括两个部分:MHL格式数据输入的功能测试,这是本文设计的关键功能;HDMI格式数据输入的功能测试。

4.1 输入MHL格式数据的功能测试

在MHL格式数据源功能测试时,以联想公司生产的型号为K860I的智能手机作为数据源终端,输入到车载音视频系统中,进行音视频功能测试。

实际功能测试效果图如图7所示。系统上电后,黄色指示灯亮,表示MHL数据源输入。依次对设计的车载音视频系统进行了音频、图片、音视频、应用程序4个方面进行测试,测试结论如下:

 

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1)手机播放歌曲时,在外接的耳机中能够听到清晰的音乐,音频满足预期设计要求。

2)手机查看图片时,能从LCD屏幕中看到清晰的图片,实现双屏互动,满足预期设计要求。

3)手机播放音视频时,也可从LCD屏幕中看到连续的视频,同时从外接的耳机听到同步的声音,实现信息娱乐功能,满足预期设计要求。

4)手机使用百度地图软件时,能够在LCD屏实时显示。启动软件中导航功能时,能够为驾驶员提供地图导航、语音导航和实时路况信息,满足预期设计要求。

4.2 输入HDMI格式数据的功能测试

文中设计的系统还兼容HDMI接口。以戴尔公司生产的型号为V1450的笔记本作为HDMI格式数据源输入到系统进行功能测试,实际功能测试图如图8所示。系统设计的HDMI接口,支持800*600像素。将笔记本的分辨率设置成800*600,在LCD屏幕上能够显示笔记本的桌面,满足设计要求。

 

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5 结论

随着国内外汽车行业发展迅猛,各类车载电子设备及其应用技术的发展也日新月异,成为工业界研究的热点。本文正是基于这一需求,对车载的音视频系统进行深入研究,采用飞思卡尔半导体i.MX6,结合新颖的MHL协议,开发设计出一款可利用手机音视频资源的车载音视频系统。