基于MOST50音频源节点的设计与实现

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在科学技术进步的推动之下,汽车产业在电子化方向上不断迈进。随着IT产业的崛起,汽车电子化的程度和水平也在不断的提高,为了满足当下人们的要求,车载电子设备朝着智能化方向发展。汽车在经历了上百年的发展,在机械方面上取得了很大的成功,使汽车作为一个独立工具变得更加成熟和稳定。第三次产业革命之后,电子信息产业的飞速发展影响了诸多的领域,汽车产业也被打下了时代的烙印。作为交通运输工具的汽车,其核心在于动力传输和控制,有效而安全的将化学能转化为动能。受限于之前的技术水平,这些核心部分基本都是由纯机械装置来完成的,但随着汽车电子化的不断推进,汽车上的这些完成各种动力传输与控制的装置由车载电子设备取代,车载电子设备与传统的机械装置相比更加轻便灵活可靠,而在电子技术不断进步的推动下,车载电子设备也在功能上更加强大和智能。在车载电子设备的发展中,CAN总线规范的提出与广泛应用无疑是汽车在电子化道路上的里程碑。车载电子设备在规范总线协议的支持下标准化,使得车载电子走向了飞速发展的道路。既CAN之后,又有LIN、FlexRay等总线协议被提出并被应用到车身上。作为较早的汽车总线系统,CAN、LIN、FlexRay等总线侧重于解决汽车控制系统中的问题,而人们对于多媒体系统提出的要求,以上总线在功能实现和发展潜力上有着很大的不足,总线单元硬件及协议方面的不足使得车载多媒体系统的发展进入了瓶颈。MOST总线作为专门针对多媒体数据传输而设计,其协议针对高流量数据传输而制定。MOST总线在车载多媒体系统上的应用打开了之前硬件资源和协议上的限制,在随后的MOST50、MOST150更为高级的标准中,基于MOST总线而搭建的车载多媒体系统已经可以再多个多媒体设备之间传输高品质多媒体数据了,MOST150更是为了顺应车载电子设备网络化的发展趋势而引入了节点自身专有的MAC地址,为日后车载多媒体系统接入互联网提供了强大的技术支持。本论文着重讨论了基于MOST50搭建的车载多媒体网络由实验平台走向整车平台的技术转化工作。这些工作主要涉及到了两个方面,一方面是解决硬件方面的问题,即实验平台下MOST通用型节点和外设拥有各自独立的控制芯片和电路特征,我们需要选取合适的新主控芯片以模块化形式对原有独立的功能进行控制和管理,新主控芯片的选用意味着需要围绕芯片重新进行电路设计。另一方面是解决软件方面的问题,即如何有效的对不同模块进行控制和管理,且嵌入式软件拥有较好的稳定性、易用性、扩展性。本论文针对以上两方面的问题给出了如下的解决方案。首先是硬件方面,我们选取了与MOST50标准节点同一系类的主控芯片AVR32UC3B0256,相比于MOST50标准节点上的AVR32UC3B1256拥有更多的外设和硬件资源,以便主控芯片与音频存储外设进行连接。这样做的好处是尽量减少在硬件平台更换时对底层驱动修改的规模。其实是软件方面的解决方案,处于对稳定性和系统潜能的长远考虑,本试验中改变了嵌入式软件开发模式,将原有独立节点面向过程控制的裸机编程方式改为面向嵌入式操作系统上的应用程序的开发,这里嵌入式操作系统选用了FreeRTOS。FreeRTOS的移植在AVR32Studio的开发环境下移植方面,且自身所需硬件环境要求低、占用资源少、易用免费开源等诸多优点,将嵌入式操作系统引入车载多媒体网络是其走向智能化方向的重要步骤。
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