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基于BF533的智能车载终端

基于BF533的智能车载终端

点击数:7339 次   录入时间:03-04 11:58:51   整理:http://www.55dianzi.com   嵌入式系统-技术

  引言

  基于 BF533 的 智能 车载终端整合了高性能处理器、全球定位系统、全球移动通信系统GSM/GPRS、蓝牙 耳机 、TFT-LCD显示器、CMOS摄像头、FPGA逻辑接口、计算机网络等资源。主要实现的功能指标有:
 
       *图像实时拍摄、处理功能:提供实时路面情况分析。

  *实时定位功能:获得高精度的位置及状态信息。

  *监控报警:监控中心通过数据分析可得出车辆位置并提供帮助。

  *车载电话功能:可以实现蓝牙免提电话功能,保证语音通信。

  *图像存储和文件管理:可存储压缩图像两百多幅,存储短信上千条。

  *远程控制功能:提供485总线接口,利用手机短信实现汽车内设备的远程控制。

  *上网功能:通过GPRS实现无线上网,同时也可以下载导航地图。
 
       系统硬件设计
 
       如图1所示,整个系统包括三个部分:智能车载终端、蓝牙耳机和 服务器 软件 (提供GPRS下载和远程视频监控显示)。由于篇幅关系,服务器软件在这里不再论述。

 

系统硬件结构

 图1 系统硬件结构

   智能车载终端

  ·BF533核心处理器

  BF533是ADI公司Blackfin系列的高性能体系结构的定点DSP。它具有两个MAC信号处理引擎,采用正交类RISC微处理器指令集,特有的专用视频指令使它在多媒体应用开发方面具有显著的优势,为以单DSP为核心开发较为复杂的多媒体系统提供可能。
 
       此外,BF533还具备丰富的外设接口资源,通过数条高带宽总线与内核连接。除通用I/O口、实时时钟及定时器外的所用外设均受DMA结构支持。
 
      ·FPGA电路设计

  为了使系统具有强大的扩展性,选用了EP1C6Q240。它是ALTEra公司Cyclone系列的中低档产品,有5980个LE单元,内部RAM 92kbits,PQFP240 封装,I/O 185个,2个PLL,还支持LVDS、DDR 等传输接口。它的配置使用最新型的AS配置方式,配置芯片是EPCS4(FLASH 结构、4Mbits )。
 
       ·蓝牙手机和GPS接口
 
        GPRS部分采用GR47芯片,它是Sony ErICsson公司生产的新一代GPRS模块,不仅能提供GSM语音、数据传输功能,还提供了GPRS数据传输功能。

  GPS部分采用高灵敏度的GR-87接收模块,它还支持NMEA0183 v2.2 标准信号格式及SiRF二位元编码。
 
        ·其他接口电路
 
显示器采用24位320×240的彩色LCD,只用了其中红、 绿、蓝各6位像素。同时配置了像素时钟和VM时钟信号。

  CMOS摄像头采用OmniVision公司OV7660,ADmC7019通过SCCB接口对OV7660进行控制,包括对比度、亮度、饱和度、白平衡及自动曝光、同步信号位置及极性输出、帧速率和数据输出格式。
 
        RS485总线是工业领域广泛应用的LSO/OSI模型物理层标准协议之一,采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动。
 
        蓝牙耳机
 
       ·总体结构
 
       蓝牙耳机主要包括几个部分:功能按键和状态指示、蓝牙模块BC-2通信部分、语音编解码电路、MIC及喇叭放大电路和电源电路。硬件总体结构如图2所示。


蓝牙耳机硬件框图

                                                                         图2 蓝牙耳机硬件框图
 


www.55dianzi.com       ·ADmC7019芯片
 
       ADI公司的ADmC7019微转换器实现语音的 软件 编解码。它采用ARM7TDMI体系结构,运算速度可达45MIPS,支持16/32位精简指令集,具有最多16通道、高达1000kSps采样速率的12位A/D。
 
      ·语音编解码电路
 
       实验发现,当采用GR47的单端音频模式时,由于系统主板电路复杂,而且 GR47处于发射状态时电流达到3A,蓝牙 耳机 接收到的音频信号背景噪声很大,因此选用差分模式,利用ADmC7019 自带的差分ADC完成音频信号的采样。
 
       ·音频电路和电源电路
 
        MIC和音频功率放大电路选择微功耗的MAX9812和D类音频功放MAX9712,两者均有关断模式,关断模式下的电流为mA级。
 
        采用LP2992将锂电池电压降为3.3V,ADmC7019提供一路A/D作为电压监测, 主要起保护和电量低的告警作用,当锂电池电压过低时,为防止锂电池过度放电,ADmC7019先报警然后自动进入休眠模式。
 
        当建立语音连接时平均电流为33.5mA,最大可达60mA,待机时平均电流为4.7mA。为了延长使用时间,耳机在不工作时尽量处于休眠模式(mA级),有电话时通过软件唤醒耳机进入工作状态。
 
        系统软件设计
 
        总体软件设计分为三大部分,第一部分为ADSP- BF533 主控程序设计,采用ADI公司的Visual DSP++开发环境和C/C++语言编程;第二部分为ADmC7019微控制器程序设计,采用Keil-ARM开发环境和C语言编程;第三部分为FPGA逻辑设计,采用VHDL语言编程,由于篇幅关系,FPGA部分不再论述。
 
       ADSP-BF533的软件设计
 
       由图3可知,BF533软件系统分为三个层次:硬件接口层、基本功能层和顶级应用层。其中,CMOS摄像头数据的实时读取与显示依靠两块SRAM,BF533也分配两块SDRAM缓存来提高系统的吞吐量,其工作流程如图4所示。

 

BF533软件系统

 图3 BF533软件系统

  
 图像采集显示控制流程

                                                                       图4 图像采集显示控制流程
       ADmC7019的软件设计
 
       采用两片ADmC7019来完成蓝牙耳机和 智能 车载终端协处理功能,智能车载终端上的ADmC7019主要完成音频编解码、GPS信息的解析、CMOS摄像头的初始化以及执行BF-533通过SPI总线发出的命令等功能;蓝牙耳机端的ADmC7019完成音频编解码、通话状态指示和按键控制、电源管理等功能。其具体控制流程如图5所示。

  

ADmC7019总体软件流程图


图5 ADmC7019总体软件流程图

  
车载终端实物

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