專利名稱：防震動的汽車音響系統(tǒng)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車音響系統(tǒng)及其制造方法，特別涉及防震動的汽車音響系統(tǒng)及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著人們收入的不斷提高，有車一族的隊伍日益壯大，人們對汽車音響的鐘愛和關(guān)注程度越來越多了。現(xiàn)時市面上汽車音響的主機(jī)部分多固定于汽車上，不可隨意移動。CD、MP3(Audio Layer III)等文件格式的音樂均以光盤作為存儲介質(zhì)，通過CD讀盤機(jī)進(jìn)行播放。使用中它們存在不足之處是防震性能差。以刻錄光盤作為音樂的存儲介質(zhì)，雖然它具有存儲量大、方便、廉價等優(yōu)點，但是受汽車本身和汽車行駛條件的限制，通常汽車在行駛中的抖動容易造成無法讀盤，導(dǎo)致激光頭磨損，甚至讀盤器機(jī)械損壞。對于聽音樂本身而言，由于汽車震動導(dǎo)致樂曲斷斷續(xù)續(xù)，也實在是十分掃興的事情。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前汽車音響系統(tǒng)的機(jī)械存儲裝置防震性能差的缺陷，本發(fā)明的目的在于設(shè)計一個防震動的汽車音響系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供該防震動的汽車音響系統(tǒng)的制造方法。
近年來，閃存技術(shù)逐漸普及，它以電子作為存儲介質(zhì)，沒有機(jī)械裝置，對于防震有天然的優(yōu)勢。隨著技術(shù)的發(fā)展，閃存的容量逐漸增大，而價格卻逐漸降低，進(jìn)一步推廣了閃存的應(yīng)用。
鑒于此，本發(fā)明汽車音響系統(tǒng)采用以閃存作為主要的數(shù)字音頻格式的存儲介質(zhì)來代替CD光盤。
通用串行總線(Universal Serial BusUSB)接口的發(fā)明，在計算機(jī)領(lǐng)域開辟了一片新天地。通過USB接口擴(kuò)展存儲容量已經(jīng)成為非常重要的USB應(yīng)用之一。U盤作為閃存的一種應(yīng)用形式，得到了廣泛的應(yīng)用。U盤為設(shè)備之間交換文件帶來了極大的便利。U盤作為一種移動存儲器，有軟盤不可比擬的優(yōu)越性，其容量大，攜帶方便，結(jié)合MP3播放機(jī)還成為非常流行的個人音頻娛樂設(shè)備。目前，U盤的使用越來越普及，其容量也越來越大。
因為USB接口的即插即用性和U盤的便利性、廣泛性，故用U盤作為存儲介質(zhì)是本發(fā)明一種較好的實施方案。使用USB接口作為汽車與U盤之間的連接接口。除此之外，還可以直接用Smart Media存儲卡，或者Compact Flash存儲卡等作為存儲介質(zhì)。
本發(fā)明設(shè)計的防震動的汽車音響系統(tǒng)，它包括主控模塊1，用于控制整個系統(tǒng)所有的音響設(shè)備，它包括音頻信號數(shù)模/模數(shù)格式轉(zhuǎn)換模塊12、音頻處理器10、通用輸入輸出GPIO接口14，IIS(Inter-IC Sound)接口16，其特征在于所述汽車音響系統(tǒng)以閃存為數(shù)字音頻文件的存儲介質(zhì)；所述主控模塊1還包括帶USB接口的USB HOST模塊13，用于實現(xiàn)U盤22與音頻處理器10之間的數(shù)據(jù)交換；所述USB HOST模塊13還包括RAM 131；所述音頻處理器10包括RAM 101，用于存儲系統(tǒng)運行的核心軟件和數(shù)字音頻數(shù)據(jù)；微控制單元MCU 102，用于實現(xiàn)對各接口邏輯的管理；數(shù)字信號處理單元DSP 103，用于各種數(shù)字音頻格式解碼。
所述音頻處理器10通過GPIO接口14連接USB HOST模塊13，所述音頻處理器10通過IIS接口16連接以音頻信號數(shù)模/模數(shù)格式轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊12。
本發(fā)明的技術(shù)方案具體描述如下(1)在主控模塊1中加入USB HOST模塊13，實現(xiàn)USB協(xié)議。
(2)用音頻處理器10中的微控制單元MCU 102控制USBHOST模塊13的工作方式，并把USB HOST模塊13的RAM 131中的數(shù)據(jù)讀入到音頻處理器10中的RAM 101中，或者是把音頻處理器10的RAM 101中的數(shù)據(jù)寫入到USB HOST模塊13的RAM 131中。
(3)音頻處理器10中的MCU 102通過與USB HOST模塊13控制命令通道，對USB HOST模塊13發(fā)送讀寫操作。USB HOST模塊13自動根據(jù)USB1.0協(xié)議(也可以根據(jù)需要選擇USB1.1或USB2.0協(xié)議)，把USB HOST模塊13中RAM 131的數(shù)據(jù)寫入到U盤中，或者是從U盤中讀出寫入到USB HOST模塊13的RAM 131中。
(4)音頻處理器10中的數(shù)字信號處理單元DSP 103用來處理讀入到RAM 101中的數(shù)據(jù)，完成需要的數(shù)字音頻格式的解碼。
本發(fā)明的目的還可以通過采用Smart Media(SD)存儲卡或者是Compact Flash(CF)存儲卡等來實現(xiàn)設(shè)計一個外部存儲控制EMC(External Memory Control)接口15，通過該接口，SD或CF卡可以方便地插入本汽車音響系統(tǒng)中。用音頻處理器10來控制對存儲卡接口的讀寫操作。把存儲卡中的數(shù)據(jù)讀入到音頻處理器10中的RAM 101中或者是從音頻處理器10中的RAM 101中讀出數(shù)據(jù)寫入到存儲卡中。


圖1是本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明用閃存卡作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)讀寫軟件流程圖；圖3是本發(fā)明的U盤數(shù)據(jù)讀寫軟件流程圖。
圖4是本發(fā)明實施例防震動的帶收音和MP3播放功能的汽車音響系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合各附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明在本發(fā)明汽車音響系統(tǒng)中，以閃存作為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的方法，包括外部閃存接口的管理方法，閃存內(nèi)部文件的管理方法，閃存接口與音頻處理器的通信方法，汽車音頻的處理方法。
本發(fā)明涉及到兩種閃存的使用方式一種是直接采用閃存卡的形式，如采用Smart Media(SD卡)。由音頻處理器直接提供的外部存儲控制EMC(External Memory Control)接口控制。另外一種就是采用U盤作為閃存介質(zhì)，用USB接口與U盤通信。此時，音頻處理器不直接和U盤通信，而是借助于一個USB HOST模塊來實現(xiàn)音頻處理器和U盤間接通信。
一、存儲介質(zhì)的讀寫操作1.以閃存卡作為存儲介質(zhì)的工作方式音頻處理器10有外部存儲控制接口EMC 15，閃存卡21可以直接通過音頻處理器10的EMC接口15連接入整個系統(tǒng)中。在對該閃存卡1讀寫操作時，遵循圖2所示流程圖。
在閃存卡21與音頻處理器之間的數(shù)據(jù)交換是以DMA(DirectMemory Access)形式進(jìn)行。在接口之間沒有數(shù)據(jù)總線寄存器。EMC接口15的控制信號線用來控制信號是寫入/讀出音頻處理器內(nèi)存RAM 101中。
當(dāng)要開始閃存讀寫操作時，首先設(shè)置音頻處理器中的EMC的控制寄存器。通過寫EMC控制寄存器，標(biāo)示數(shù)據(jù)傳輸?shù)念愋停瑫r間，地址，以及方向等。設(shè)置好控制寄存器后，則初始化了該數(shù)據(jù)傳輸，而狀態(tài)位將顯示傳輸完成與否。當(dāng)傳輸完成后，MCU 102將復(fù)位狀態(tài)位，或者是通過狀態(tài)位產(chǎn)生一個傳輸完成中斷。
2.以U盤作為存儲介質(zhì)的工作方式因為音頻處理器10中帶有的USB接口通常為USB接口的設(shè)備端，不能夠直接和同樣為USB從設(shè)備的U盤22直接通信。為了能夠讀取USB從設(shè)備的U盤，必須在整個音頻處理系統(tǒng)中加入一個USB HOST模塊13。該模塊專門用來管理音頻處理器10和U盤22之間的通信。一方面，和U盤交換數(shù)據(jù)，遵循USB接口協(xié)議；另一方面，和音頻處理器10通信，通過主控模塊1的通用輸入輸出(GPIO)接口14，地址數(shù)據(jù)總線共享，另外還有讀寫控制線以及中斷響應(yīng)線，如圖3所描述。
在整個系統(tǒng)上電時，USB HOST模塊13初始化，開放中斷，并上電USB接口的VBUS管腳。當(dāng)U盤插入時，則USB HOST將產(chǎn)生一個插入中斷標(biāo)志位。音頻信號處理器通過讀取該標(biāo)志位，則可確定與U盤物理連接是否建立。產(chǎn)生插入中斷標(biāo)志后，USB HOST模塊13對USB總線復(fù)位。
1)讀U盤數(shù)據(jù)當(dāng)音頻處理器要從U盤讀取數(shù)據(jù)時，音頻處理器必須首先寫USB HOST模塊13的控制寄存器，告訴USB HOST模塊13需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度，存儲于HOST中的RAM 131的起始地址，U盤地址。并促使USB HOST初始化幀起始SOF(Start of Frame)傳輸。具體的傳輸過程可以描述如下a)音頻處理器10寫USB HOST模塊13控制寄存器。
b)USB HOST模塊13傳輸起始位SOF。
c)接收數(shù)據(jù)并且存于USB HOST模塊13的RAM 131指定起始地址中。
d)傳輸完畢，產(chǎn)生傳輸完畢中斷。
e)音頻處理器10讀傳輸狀態(tài)寄存器，確定傳輸是否有錯誤產(chǎn)生。
f)音頻處理器10從USB HOST模塊13的RAM 131中讀數(shù)據(jù)到內(nèi)部RAM中。
g)USB總線掛起。等待下一次操作。
2)寫數(shù)據(jù)到U盤從音頻處理器10中寫數(shù)據(jù)到U盤中，與讀數(shù)據(jù)是一個相反的過程。但在數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠鹗茧A段，和讀數(shù)據(jù)是一樣的。音頻處理器必須寫USB HOST模塊13控制寄存器，告訴USB HOST模塊13傳輸數(shù)據(jù)的長度，存于USB HOST模塊13的RAM 131中的起始地址，U盤地址。具體的操作流程如下所述a)音頻處理器寫USB HOST模塊13控制寄存器b)音頻處理器從RAM 101中讀數(shù)據(jù)寫入RAM 131中。
c)數(shù)據(jù)傳輸完畢，USB HOST模塊13初始化SOF字。
d)從USB HOST模塊13通過USB接口傳輸數(shù)據(jù)到U盤。
e)傳輸完畢，產(chǎn)生完成中斷。
f)USB總線掛起，等待下一次操作。
以USB HOST模塊作U盤和音頻處理器10之間的通信橋梁，用硬件實現(xiàn)了USB的通信協(xié)議，減少了音頻處理器10的軟件負(fù)擔(dān)，也避開了USB的通信協(xié)議。
二、音頻處理在該音響系統(tǒng)中，采用了RAM 101作為數(shù)據(jù)存儲的緩沖區(qū)。每一次，音頻處理器10只需從RAM 101中讀取數(shù)據(jù)處理就可以了。以播放MP3格式音樂文件為例，該音頻處理器10的主要功能就是把MP3格式的數(shù)據(jù)解壓為PCM編碼的原始數(shù)字信號格式。這個過程由音頻處理器10內(nèi)的數(shù)字信號處理單元(DSP)103來完成。具體的流程如下1)從RAM 101中連續(xù)讀取數(shù)據(jù)。
2)讀入的數(shù)據(jù)在DSP 103處理，解壓。
3)還原的PCM原始數(shù)字信號以IIS的數(shù)據(jù)格式輸出音頻處理器。
4)音頻信號數(shù)模/模數(shù)格式轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊12把IIS格式的PCM信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，通過模擬音頻功率放大器6放大，送汽車?yán)?輸出。
三、擴(kuò)展功能本汽車音響系統(tǒng)實施例以MP3格式為例，但本發(fā)明不僅限于MP3格式，由于采用了U盤作為存儲介質(zhì)，能很方便的在網(wǎng)上下載各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻格式的文件作為其主要內(nèi)容，如MP3Pro、WMA、Ogg Vorbis等以及未來可能出現(xiàn)的其他格式。該模塊化設(shè)計，可以很方便的擴(kuò)展其他結(jié)構(gòu)或功能。例如，可以在上面添加收音機(jī)，還可添加CD等接口控制。。
如圖4所示的本發(fā)明防震動的汽車音響系統(tǒng)帶收音機(jī)和MP3播放功能。在該實施例系統(tǒng)中集成了USB HOST模塊13，有利于存儲介質(zhì)的擴(kuò)容。通過在USB HOST模塊13的USB接口加上USB HUB，則可以外接多個USB設(shè)備22，23，24，25等等。當(dāng)所接的USB HUB帶動的USB設(shè)備(U盤)數(shù)量不多時，可以直接通過USB接口直接提供電源。
該實施例所用主要元器件標(biāo)號、型號、作用如下


顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的汽車音響系統(tǒng)進(jìn)行各種改動和變形。倘若這些修改和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防震動的汽車音響系統(tǒng)，它包括主控模塊(1)，用于控制整個系統(tǒng)所有的音響設(shè)備，該主控模塊(1)包括音頻信號數(shù)模/模數(shù)格式轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊(12)、音頻處理器(10)、通用輸入輸出GPIO接口(14)，IIS接口(16)，其特征在于所述汽車音響系統(tǒng)是用閃存作數(shù)字音頻文件的存儲介質(zhì)；所述主控模塊(1)還包括帶USB接口的USB HOST模塊(13)，用于實現(xiàn)U盤(22)與音頻處理器(10)之間的數(shù)據(jù)交換；所述USB HOST模塊(13)包括RAM(131)；所述音頻處理器(10)包括RAM(101)，用于存儲系統(tǒng)運行的核心軟件和數(shù)字音頻數(shù)據(jù)；微控制單元MCU(102)，用于實現(xiàn)對各接口邏輯的管理；數(shù)字信號處理單元DSP(103)，用于各種數(shù)字音頻格式解碼；所述音頻處理器(10)通過GPIO接口(14)連接USBHOST模塊(13)，所述音頻處理器(10)通過IIS接口(16)連接音頻信號數(shù)模/模數(shù)格式轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車音響系統(tǒng)，其特征在于所述主控模塊(1)還包括外部存儲控制EMC接口(15)，用于閃存卡(21)與音頻處理器(10)之間的數(shù)據(jù)交換，所述音頻處理器(10)與EMC接口(15)連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的汽車音響系統(tǒng)，其特征在于所述汽車音響系統(tǒng)還包括主控部分按鍵旋鈕(8)、液晶顯示器LCD(7)、模擬音頻功率放大器(6)和喇叭(5)，其中，所述主控部分按鍵旋鈕(8)和LCD(7)分別通過主控模塊(1)的GPIO接口(14)連接音頻處理器(10)，所述喇叭(5)、模擬音頻功率放大器(6)、和音頻信號數(shù)模/模數(shù)格式轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊(12)依次序連接。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車音響系統(tǒng)，其特征在于所述汽車音響系統(tǒng)還包括收音電路(9)，它包括數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成電路(91)、調(diào)諧接收器電路(92)和音頻輸出端(93)，其中數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成電路(91)連接主控模塊(1)的GPIO接口(14)，音頻輸出端(93)連接音頻信號數(shù)模/模數(shù)格式轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊(12)。
5.如權(quán)利要求2所述的汽車音響系統(tǒng)，其特征在于所述閃存卡(21)是選用Smart Media存儲卡或Compact Flash存儲卡。
6.一種防震汽車音頻系統(tǒng)的制造方法，其特征在于采用閃存作數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)，并且在主控模塊(1)上配置與閃存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述在主控模塊(1)上配置與閃存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口模塊的方法包括在控制模塊(1)上配置USB HOST模塊(13)，實現(xiàn)外部帶USB接口的從設(shè)備U盤(22)與音頻處理器(10)之間的數(shù)據(jù)交換。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述在主控模塊(1)上配置與閃存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口模塊的方法包括在主控模塊(1)上配置外部存儲器控制EMC接口(15)，采用DMA(Direct Memory Access)交換形式，用于音頻處理器(10)和閃存卡(21)之間的數(shù)據(jù)交換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防震的汽車音響系統(tǒng)及其制造方法。該汽車音響系統(tǒng)包括主控模塊，用于控制整個系統(tǒng)所有的音響設(shè)備，其中主控模塊包括音頻信號數(shù)模/模數(shù)格式轉(zhuǎn)換和驅(qū)動模塊、音頻處理器、帶USB接口的USB HOST模塊等，利用閃存作數(shù)字音頻文件的存儲介質(zhì)播放數(shù)字音頻格式文件。具有不怕汽車行駛震動的特點，可替代光盤作為存儲介質(zhì)，能避免汽車CD機(jī)播放時因震動造成的無法讀盤的現(xiàn)象。
文檔編號H04R5/00GK1568091SQ0313981
公開日2005年1月19日 申請日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月9日
發(fā)明者李揮, 羅勇, 張志軍, 潘亮, 汪楊華, 周祖成 申請人:深圳清華大學(xué)研究院