基于BF533的智能车载终端

2007-04-30 10:10:14来源: 电子产品世界

引言

机动车辆迅速增长,给人们的生活带来方便的同时,也带来了车辆管理、车辆防盗、车辆遇抢等问题。如何使车辆的管理科学化,提高车辆的运营安全,已经成为一个亟待解决的重大课题。

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。

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。

图2 蓝牙耳机硬件框图

·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。

图3 BF533软件系统

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。

图5 ADmC7019总体软件流程图

图6 车载终端实物

测试结果

经过测试,本系统达到预期目标,实现引言所述的7条主要功能指标。具体实物如图6所示。

关键字:图像  通信  CMOS

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/car/200704/13432.html
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