专利名称：防震动的汽车音响系统及其制造方法
技术领域：
本发明涉及汽车音响系统及其制造方法，特别涉及防震动的汽车音响系统及其制造方法。
背景技术：
随着人们收入的不断提高，有车一族的队伍日益壮大，人们对汽车音响的钟爱和关注程度越来越多了。现时市面上汽车音响的主机部分多固定于汽车上，不可随意移动。CD、MP3(Audio Layer III)等文件格式的音乐均以光盘作为存储介质，通过CD读盘机进行播放。使用中它们存在不足之处是防震性能差。以刻录光盘作为音乐的存储介质，虽然它具有存储量大、方便、廉价等优点，但是受汽车本身和汽车行驶条件的限制，通常汽车在行驶中的抖动容易造成无法读盘，导致激光头磨损，甚至读盘器机械损坏。对于听音乐本身而言，由于汽车震动导致乐曲断断续续，也实在是十分扫兴的事情。
发明内容
为了解决目前汽车音响系统的机械存储装置防震性能差的缺陷，本发明的目的在于设计一个防震动的汽车音响系统。本发明的另一目的在于提供该防震动的汽车音响系统的制造方法。
近年来，闪存技术逐渐普及，它以电子作为存储介质，没有机械装置，对于防震有天然的优势。随着技术的发展，闪存的容量逐渐增大，而价格却逐渐降低，进一步推广了闪存的应用。
鉴于此，本发明汽车音响系统采用以闪存作为主要的数字音频格式的存储介质来代替CD光盘。
通用串行总线(Universal Serial BusUSB)接口的发明，在计算机领域开辟了一片新天地。通过USB接口扩展存储容量已经成为非常重要的USB应用之一。U盘作为闪存的一种应用形式，得到了广泛的应用。U盘为设备之间交换文件带来了极大的便利。U盘作为一种移动存储器，有软盘不可比拟的优越性，其容量大，携带方便，结合MP3播放机还成为非常流行的个人音频娱乐设备。目前，U盘的使用越来越普及，其容量也越来越大。
因为USB接口的即插即用性和U盘的便利性、广泛性，故用U盘作为存储介质是本发明一种较好的实施方案。使用USB接口作为汽车与U盘之间的连接接口。除此之外，还可以直接用Smart Media存储卡，或者Compact Flash存储卡等作为存储介质。
本发明设计的防震动的汽车音响系统，它包括主控模块1，用于控制整个系统所有的音响设备，它包括音频信号数模/模数格式转换模块12、音频处理器10、通用输入输出GPIO接口14，IIS(Inter-IC Sound)接口16，其特征在于所述汽车音响系统以闪存为数字音频文件的存储介质；所述主控模块1还包括带USB接口的USB HOST模块13，用于实现U盘22与音频处理器10之间的数据交换；所述USB HOST模块13还包括RAM 131；所述音频处理器10包括RAM 101，用于存储系统运行的核心软件和数字音频数据；微控制单元MCU 102，用于实现对各接口逻辑的管理；数字信号处理单元DSP 103，用于各种数字音频格式解码。
所述音频处理器10通过GPIO接口14连接USB HOST模块13，所述音频处理器10通过IIS接口16连接以音频信号数模/模数格式转换和驱动模块12。
本发明的技术方案具体描述如下(1)在主控模块1中加入USB HOST模块13，实现USB协议。
(2)用音频处理器10中的微控制单元MCU 102控制USBHOST模块13的工作方式，并把USB HOST模块13的RAM 131中的数据读入到音频处理器10中的RAM 101中，或者是把音频处理器10的RAM 101中的数据写入到USB HOST模块13的RAM 131中。
(3)音频处理器10中的MCU 102通过与USB HOST模块13控制命令通道，对USB HOST模块13发送读写操作。USB HOST模块13自动根据USB1.0协议(也可以根据需要选择USB1.1或USB2.0协议)，把USB HOST模块13中RAM 131的数据写入到U盘中，或者是从U盘中读出写入到USB HOST模块13的RAM 131中。
(4)音频处理器10中的数字信号处理单元DSP 103用来处理读入到RAM 101中的数据，完成需要的数字音频格式的解码。
本发明的目的还可以通过采用Smart Media(SD)存储卡或者是Compact Flash(CF)存储卡等来实现设计一个外部存储控制EMC(External Memory Control)接口15，通过该接口，SD或CF卡可以方便地插入本汽车音响系统中。用音频处理器10来控制对存储卡接口的读写操作。把存储卡中的数据读入到音频处理器10中的RAM 101中或者是从音频处理器10中的RAM 101中读出数据写入到存储卡中。
图1是本发明的基本结构框图；图2是本发明用闪存卡作为数据存储介质的数据读写软件流程图；图3是本发明的U盘数据读写软件流程图。
图4是本发明实施例防震动的带收音和MP3播放功能的汽车音响系统的示意图。
具体实施例方式
以下结合各附图，对本发明的技术方案作进一步详细说明在本发明汽车音响系统中，以闪存作为数字音频数据存储介质的方法，包括外部闪存接口的管理方法，闪存内部文件的管理方法，闪存接口与音频处理器的通信方法，汽车音频的处理方法。
本发明涉及到两种闪存的使用方式一种是直接采用闪存卡的形式，如采用Smart Media(SD卡)。由音频处理器直接提供的外部存储控制EMC(External Memory Control)接口控制。另外一种就是采用U盘作为闪存介质，用USB接口与U盘通信。此时，音频处理器不直接和U盘通信，而是借助于一个USB HOST模块来实现音频处理器和U盘间接通信。
一、存储介质的读写操作1.以闪存卡作为存储介质的工作方式音频处理器10有外部存储控制接口EMC 15，闪存卡21可以直接通过音频处理器10的EMC接口15连接入整个系统中。在对该闪存卡1读写操作时，遵循图2所示流程图。
在闪存卡21与音频处理器之间的数据交换是以DMA(DirectMemory Access)形式进行。在接口之间没有数据总线寄存器。EMC接口15的控制信号线用来控制信号是写入/读出音频处理器内存RAM 101中。
当要开始闪存读写操作时，首先设置音频处理器中的EMC的控制寄存器。通过写EMC控制寄存器，标示数据传输的类型，时间，地址，以及方向等。设置好控制寄存器后，则初始化了该数据传输，而状态位将显示传输完成与否。当传输完成后，MCU 102将复位状态位，或者是通过状态位产生一个传输完成中断。
2.以U盘作为存储介质的工作方式因为音频处理器10中带有的USB接口通常为USB接口的设备端，不能够直接和同样为USB从设备的U盘22直接通信。为了能够读取USB从设备的U盘，必须在整个音频处理系统中加入一个USB HOST模块13。该模块专门用来管理音频处理器10和U盘22之间的通信。一方面，和U盘交换数据，遵循USB接口协议；另一方面，和音频处理器10通信，通过主控模块1的通用输入输出(GPIO)接口14，地址数据总线共享，另外还有读写控制线以及中断响应线，如图3所描述。
在整个系统上电时，USB HOST模块13初始化，开放中断，并上电USB接口的VBUS管脚。当U盘插入时，则USB HOST将产生一个插入中断标志位。音频信号处理器通过读取该标志位，则可确定与U盘物理连接是否建立。产生插入中断标志后，USB HOST模块13对USB总线复位。
1)读U盘数据当音频处理器要从U盘读取数据时，音频处理器必须首先写USB HOST模块13的控制寄存器，告诉USB HOST模块13需要传输的数据长度，存储于HOST中的RAM 131的起始地址，U盘地址。并促使USB HOST初始化帧起始SOF(Start of Frame)传输。具体的传输过程可以描述如下a)音频处理器10写USB HOST模块13控制寄存器。
b)USB HOST模块13传输起始位SOF。
c)接收数据并且存于USB HOST模块13的RAM 131指定起始地址中。
d)传输完毕，产生传输完毕中断。
e)音频处理器10读传输状态寄存器，确定传输是否有错误产生。
f)音频处理器10从USB HOST模块13的RAM 131中读数据到内部RAM中。
g)USB总线挂起。等待下一次操作。
2)写数据到U盘从音频处理器10中写数据到U盘中，与读数据是一个相反的过程。但在数据传输的起始阶段，和读数据是一样的。音频处理器必须写USB HOST模块13控制寄存器，告诉USB HOST模块13传输数据的长度，存于USB HOST模块13的RAM 131中的起始地址，U盘地址。具体的操作流程如下所述a)音频处理器写USB HOST模块13控制寄存器b)音频处理器从RAM 101中读数据写入RAM 131中。
c)数据传输完毕，USB HOST模块13初始化SOF字。
d)从USB HOST模块13通过USB接口传输数据到U盘。
e)传输完毕，产生完成中断。
f)USB总线挂起，等待下一次操作。
以USB HOST模块作U盘和音频处理器10之间的通信桥梁，用硬件实现了USB的通信协议，减少了音频处理器10的软件负担，也避开了USB的通信协议。
二、音频处理在该音响系统中，采用了RAM 101作为数据存储的缓冲区。每一次，音频处理器10只需从RAM 101中读取数据处理就可以了。以播放MP3格式音乐文件为例，该音频处理器10的主要功能就是把MP3格式的数据解压为PCM编码的原始数字信号格式。这个过程由音频处理器10内的数字信号处理单元(DSP)103来完成。具体的流程如下1)从RAM 101中连续读取数据。
2)读入的数据在DSP 103处理，解压。
3)还原的PCM原始数字信号以IIS的数据格式输出音频处理器。
4)音频信号数模/模数格式转换和驱动模块12把IIS格式的PCM信号转换成模拟信号，通过模拟音频功率放大器6放大，送汽车喇叭5输出。
三、扩展功能本汽车音响系统实施例以MP3格式为例，但本发明不仅限于MP3格式，由于采用了U盘作为存储介质，能很方便的在网上下载各种网络数字音频格式的文件作为其主要内容，如MP3Pro、WMA、Ogg Vorbis等以及未来可能出现的其他格式。该模块化设计，可以很方便的扩展其他结构或功能。例如，可以在上面添加收音机，还可添加CD等接口控制。。
如图4所示的本发明防震动的汽车音响系统带收音机和MP3播放功能。在该实施例系统中集成了USB HOST模块13，有利于存储介质的扩容。通过在USB HOST模块13的USB接口加上USB HUB，则可以外接多个USB设备22，23，24，25等等。当所接的USB HUB带动的USB设备(U盘)数量不多时，可以直接通过USB接口直接提供电源。
该实施例所用主要元器件标号、型号、作用如下
显然，本领域的技术人员可以对本发明的汽车音响系统进行各种改动和变形。倘若这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。
权利要求
1.一种防震动的汽车音响系统，它包括主控模块(1)，用于控制整个系统所有的音响设备，该主控模块(1)包括音频信号数模/模数格式转换和驱动模块(12)、音频处理器(10)、通用输入输出GPIO接口(14)，IIS接口(16)，其特征在于所述汽车音响系统是用闪存作数字音频文件的存储介质；所述主控模块(1)还包括带USB接口的USB HOST模块(13)，用于实现U盘(22)与音频处理器(10)之间的数据交换；所述USB HOST模块(13)包括RAM(131)；所述音频处理器(10)包括RAM(101)，用于存储系统运行的核心软件和数字音频数据；微控制单元MCU(102)，用于实现对各接口逻辑的管理；数字信号处理单元DSP(103)，用于各种数字音频格式解码；所述音频处理器(10)通过GPIO接口(14)连接USBHOST模块(13)，所述音频处理器(10)通过IIS接口(16)连接音频信号数模/模数格式转换和驱动模块(12)。
2.如权利要求1所述的汽车音响系统，其特征在于所述主控模块(1)还包括外部存储控制EMC接口(15)，用于闪存卡(21)与音频处理器(10)之间的数据交换，所述音频处理器(10)与EMC接口(15)连接。
3.如权利要求1或2所述的汽车音响系统，其特征在于所述汽车音响系统还包括主控部分按键旋钮(8)、液晶显示器LCD(7)、模拟音频功率放大器(6)和喇叭(5)，其中，所述主控部分按键旋钮(8)和LCD(7)分别通过主控模块(1)的GPIO接口(14)连接音频处理器(10)，所述喇叭(5)、模拟音频功率放大器(6)、和音频信号数模/模数格式转换和驱动模块(12)依次序连接。
4.如权利要求3所述的汽车音响系统，其特征在于所述汽车音响系统还包括收音电路(9)，它包括数字锁相环频率合成电路(91)、调谐接收器电路(92)和音频输出端(93)，其中数字锁相环频率合成电路(91)连接主控模块(1)的GPIO接口(14)，音频输出端(93)连接音频信号数模/模数格式转换和驱动模块(12)。
5.如权利要求2所述的汽车音响系统，其特征在于所述闪存卡(21)是选用Smart Media存储卡或Compact Flash存储卡。
6.一种防震汽车音频系统的制造方法，其特征在于采用闪存作数字音频数据的存储介质，并且在主控模块(1)上配置与闪存进行数据交换的接口模块。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述在主控模块(1)上配置与闪存进行数据交换的接口模块的方法包括在控制模块(1)上配置USB HOST模块(13)，实现外部带USB接口的从设备U盘(22)与音频处理器(10)之间的数据交换。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述在主控模块(1)上配置与闪存进行数据交换的接口模块的方法包括在主控模块(1)上配置外部存储器控制EMC接口(15)，采用DMA(Direct Memory Access)交换形式，用于音频处理器(10)和闪存卡(21)之间的数据交换。
全文摘要
本发明公开了一种防震的汽车音响系统及其制造方法。该汽车音响系统包括主控模块，用于控制整个系统所有的音响设备，其中主控模块包括音频信号数模/模数格式转换和驱动模块、音频处理器、带USB接口的USB HOST模块等，利用闪存作数字音频文件的存储介质播放数字音频格式文件。具有不怕汽车行驶震动的特点，可替代光盘作为存储介质，能避免汽车CD机播放时因震动造成的无法读盘的现象。
文档编号H04R5/00GK1568091SQ0313981
公开日2005年1月19日 申请日期2003年7月9日 优先权日2003年7月9日
发明者李挥, 罗勇, 张志军, 潘亮, 汪杨华, 周祖成 申请人:深圳清华大学研究院