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基于Au1200~(TM)嵌入式处理器的车载多媒体电脑的设计开发

作　者: 马然
导　师: 王建国
学　校: 中国海洋大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 车载多媒体电脑嵌入式操作系统 MIPS Au1200 Windows CE
分类号: TP302
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着目前计算机控制技术、信息处理技术、车载电子技术的不断发展,新兴的车载电子应用系统——车载多媒体电脑应运而生,且越来越受到市场的关注。目前国内的车载多媒体电脑大部分功能比较单一,集成度及性价比不高。本文根据国内市场的现状,车载电脑的发展趋势以及人们对车载电子系统的功能需求,提出了用Au1200+Windows CE实现多种功能整合的综合性解决方案。论文详细介绍了车载多媒体电脑中各功能所涉及的关键技术、软硬件设计方法及实现方案。在方案中,选用基于MIPS架构的Au1200 SOC处理器作为车载多媒体电脑平台的主控芯片,利用嵌入式操作系统Windows CE进行软件层的设计,以达到高性能、高集成度及低功耗的目标。系统要实现的主要功能包括:(1)轻松驾驶功能:包括CCS、GPS导航、倒车影像等功能为驾驶人员提供方便、舒适的辅助驾驶系统。(2)影音娱乐功能:包括车载TV、车载DVD/CD、车载MP3、车载FM/AM等功能,为乘客提供全方位的多媒体享受。(3)安全监视功能:包括胎压检测、ABS防抱死、车距提醒等功能,通过对全车状态的监视,为用户提供一系列主动预防措施,最大程度的保护车内人员的安全。(4)网络交互功能:包括GPRS、Wifi无线上网、车内摄像头等功能,满足乘客随时随地上网的需求。本论文重点进行了如下设计开发工作:1、详细比较和论证了几种车载多媒体电脑的设计和实现方案,项目最终确定了采用基于Au1200+FPGA的硬件开发平台进行设计,以满足高性能、高灵活性的要求目标。文中针对Au1200处理器的结构特点进行系统的方案设计,尤其是上述各功能模块电路的设计。2、通过分析比较目前主流的消费类嵌入式操作系统Windows CE和Linux,明确了采用Windows CE作为操作系统进行设计的方案,以满足稳定性、功能性的要求。文中详细论述了利用Windows CE的集成开发环境进行开发操作系统镜像,包括外设驱动程序的开发、YAMON的开发、部分相关应用程序的开发等。3、论文还针对操作系统UI设计进行了详细阐述,包括UI的设计原则探索,UI的具体设计方案以及UI方案的实现。最后,根据测试本系统实际运行取得的结果,总结分析了本系统的特点,并对下一步设计工作进行了展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 引言  11-17
  1.1 课题提出的背景  11-12
  1.2 车载多媒体电脑的研究现状  12-14
    1.2.1 国内现状与相关研发  12-13
    1.2.2 国外现状与相关研发  13-14
  1.3 课题来源与技术支持  14
  1.4 本课题研究的重要意义与系统主要功能  14-15
    1.4.1 本课题的重要意义  14-15
    1.4.2 车载多媒体电脑的主要功能  15
  1.5 本文的主要研究工作与结构安排  15-17
    1.5.1 本文的主要研究工作  15-16
    1.5.2 本文的结构安排  16-17
2 车载多媒体电脑的整体方案设计与关键技术  17-28
  2.1 车载多媒体电脑的设计原则  17
  2.2 车载多媒体电脑的设计方案  17-24
    2.2.1 系统的功能定位及项目解决方案  17-19
    2.2.2 嵌入式处理器的选择  19-20
    2.2.3 嵌入式微处理器Au1200 简介  20-22
    2.2.4 嵌入式操作系统的选择  22-23
    2.2.5 系统整体方案  23-24
  2.3 车载多媒体电脑所涉及的关键技术介绍  24-28
    2.3.1 嵌入式技术  24-25
    2.3.2 MIPS技术  25
    2.3.3 硬件媒体加速引擎(MAE)技术  25-26
    2.3.4 Yamon技术  26-27
    2.3.5 视频叠加技术  27
    2.3.6 DirectShow技术  27-28
3 车载多媒体电脑的硬件电路设计  28-41
  3.1 车载多媒体电脑的硬件电路设计原则  28
  3.2 硬件电路总体设计框图  28-30
  3.3 CPU核心模块电路设计  30-33
    3.3.1 电源电路  30-31
    3.3.2 时钟电路  31-32
    3.3.3 复位电路  32-33
  3.4 存储模块电路设计  33-35
    3.4.1 SDRAM电路模块  34
    3.4.2 FLASH电路模块  34-35
  3.5 娱乐舒适功能模块电路设计  35-39
    3.5.1 LCD电路模块  36-37
    3.5.2 视频输入电路模块  37-38
    3.5.3 音频电路模块  38
    3.5.4 GPS电路模块  38-39
  3.6 安全监控功能模块电路设计  39-41
    3.6.1 CAN通信电路模块  39
    3.6.2 控制面板按键电路模块  39-41
4 车载多媒体电脑操作系统的移植与开发  41-73
  4.1 Windows CE 操作系统概述  41-44
    4.1.1 Windows CE操作系统结构特点  41-42
    4.1.2 Windows CE 的开发环境  42-44
  4.2 车载多媒体电脑操作系统 Windows CE 的开发流程  44-45
  4.3 车载多媒体电脑中 YAMON 的开发  45-50
    4.3.1 YAMON 的功能特点  46
    4.3.2 YAMON 的移植与安装  46-50
  4.4 车载多媒体电脑的面板按键驱动程序设计开发  50-58
    4.4.1 驱动程序的分类  50-52
    4.4.2 基于中断处理的驱动程序设计  52-54
    4.4.3 控制面板按键的驱动程序设计  54-57
    4.4.4 动态加载驱动程序  57
    4.4.5 驱动程序导入系统平台  57-58
  4.5 车载多媒体电脑操作系统平台的搭建  58-62
    4.5.1 操作系统镜像的定制  58-59
    4.5.2 操作系统必备组件的配置  59-60
    4.5.3 操作系统多媒体组件的配置  60
    4.5.4 操作系统硬件驱动组件的配置  60-61
    4.5.5 操作系统其他组件的配置  61-62
    4.5.6 平台相关SDK的建立  62
  4.6 部分应用程序开发  62-73
    4.6.1 Windows CE应用编程接口的选择  62-63
    4.6.2 基于DirectShow技术的面向对象开发概述  63-65
    4.6.3 基于DirectShow的车载多媒体播放器的设计开发  65-69
    4.6.4 基于DirectShow的车内摄像模块的设计  69-73
5 车载多媒体电脑的UI设计  73-83
  5.1 UI设计的概述  73-76
    5.1.1 什么是UI设计  73
    5.1.2 UI设计的流程  73-74
    5.1.3 UI设计的原则  74-75
    5.1.4 嵌入式设备的UI设计  75-76
  5.2 车载多媒体电脑的UI方案  76-82
    5.2.1 中控台操作面板的设计  76-78
    5.2.2 操作系统UI的设计  78-80
    5.2.3 自定义按钮控件的设计  80-82
  5.3 SHELL的定制与开发  82-83
6 项目的完成情况及展望  83-85
  6.1 工作总结  83
  6.2 本系统特点  83-84
  6.3 展望  84-85
附录  85-87
参考文献  87-89
致谢  89-90
硕士期间发表（录用）论文  90

基于Au1200~(TM)嵌入式处理器的车载多媒体电脑的设计开发

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