便攜式多媒體播放器設(shè)計在硬軟件方面的注意事項
發(fā)布時間:2008/6/3 0:00:00 訪問次數(shù):541
    
    
     便攜式多媒體播放器(pmp),也就是通常人們說的mp4,已成為繼mp3以后,消費類產(chǎn)品的一個新熱點。越來越多的公司開始進(jìn)入這一領(lǐng)域,進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā),占領(lǐng)市場先機(jī)。下面就以tms320dm270為主處理芯片,介紹pmp的設(shè)計以及設(shè)計中的注意事項。其中的設(shè)計思路也可以應(yīng)用到其它便攜式設(shè)備的設(shè)計當(dāng)中。 圖1:pmp的系統(tǒng)架構(gòu) 在設(shè)計系統(tǒng)框架之前,首先需要確認(rèn)播放器的具體功能。目前比較常見的功能包括:mpeg4播放、電視節(jié)目錄制、mp3/wma音頻播放、錄音、圖片顯示、游戲和存儲功能(hdd/cf/sd)等。根據(jù)這些功能,圖1給出了一個參考的系統(tǒng)架構(gòu),主要由五部分組成:主處理模塊、視頻輸入模塊、視頻輸出模塊、音頻輸入輸出模塊、電源模塊和存儲模塊。 作為主處理模塊,dm270是整個系統(tǒng)的核心,系統(tǒng)的其它模塊都由它來協(xié)調(diào)和控制。dm270支持的多種多媒體的格式,包括視頻(mpeg1/2/4等)、圖像(jpeg/bmp等)和音頻(mp3/wma等)。 視頻輸入模塊的核心芯片是tvp5150a。它是一款低功耗小體積的視頻***,可以將ntsc、pal及secam視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字分量視頻信號。視頻輸出模塊由lcd和電視輸出組成。目前市面上采用2.5寸到3.6寸的lcd模塊,也不乏有采用7寸大屏幕。同時可以加上觸摸屏的功能,只要使用觸摸屏控制器,就能方便的實現(xiàn)。 音頻輸入輸出模塊由音頻codec和dm270的mcbsp共同完成?梢愿鶕(jù)需要選擇單聲道、雙聲道、dac或者adc+dac的芯片。如果同時需要觸摸屏控制器和音頻codec,還可以選用集成觸摸屏控制器和音頻codec的產(chǎn)品,可以減小芯片體積,同時降低成本。 電源模塊需要根據(jù)系統(tǒng)電源的需要來選擇。圖1系統(tǒng)中的電源較為簡單,可以使用像tps6501x這樣的集成電源模塊,能為電池提供ac或者usb充電,并且可為系統(tǒng)提供多路電源輸出。存儲模塊可以采用硬盤或各種存儲卡。 硬件設(shè)計建議 平臺的可擴(kuò)展性是選擇主處理芯片的一個重要考量點。dm270是可編程的芯片,具有豐富的外設(shè),有利于適應(yīng)處于動態(tài)變化的市場的需要。除了pmp以外,ccd控制器使得dm270可以應(yīng)用于數(shù)碼照相機(jī),靈活的主機(jī)接口也使得dm270可以作為多媒體協(xié)處理器應(yīng)用于多媒體手機(jī)等等。 功耗是便攜式多媒體播放器一個敏感的問題,所以在選擇芯片的時候就需要考慮到這一點。選擇低功耗的芯片是最簡單,也是最有效的方法,當(dāng)然需要與成本進(jìn)行權(quán)衡。例如選擇mobile sdram代替普通的sdram,或者選擇有節(jié)能模式的芯片,如dm270。 芯片的體積,集成度,成本也是選型時不容忽視的要點。dm270就是即節(jié)約體積又節(jié)約本的好例子。dm270集成了模擬視頻編碼器,需要輸出到電視的功能時,就節(jié)約了一顆視頻編碼芯片;dm270可以完成mpeg4的編解碼,就不需要在額外增加mpeg4的編碼芯片。 在設(shè)計pmp時,還要周密考慮下面幾個部分的設(shè)計。首先是電源部分。電源是整個系統(tǒng)穩(wěn)定的根源。在設(shè)計時很容易考慮到電池單獨供電的情況,但往往忽略了可能出現(xiàn)外部電源ac單獨供電的情況。在這種情況下,如何設(shè)計不合理,很可能出現(xiàn)電源無輸出的情況,導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。還需要注意的是電池在充電時,系統(tǒng)的供電回路的狀態(tài)。要保證在各種可能情況下,系統(tǒng)電源的穩(wěn)定性。 其次是電視輸出部分,需要考慮輸出阻抗的匹配問題。第三是lcd模塊接口部分。dclk對于lcd模塊是一個很重要的時鐘信號。如果頻率過低,會導(dǎo)致屏幕顯示抖動。在硬件設(shè)計時要充分考慮到這一點。 第四需要注意硬盤防震。硬盤防震可以分為被動型和主動型兩種。被動型硬盤防震利用純機(jī)械原理,采取吸收震動能量方式來減輕硬盤傷害的可能性,例如防震氣墊。主動型硬盤防震,可使用加速度傳感器。當(dāng)傳感器監(jiān)測到播放器掉落時,系統(tǒng)主動采取措施對硬盤進(jìn)行保護(hù),防止數(shù)據(jù)丟失。 圖2 :pmp的軟件框架軟件設(shè)計及建議 pmp的軟件框架如圖2所示?蛻艨梢愿鶕(jù)產(chǎn)品的開發(fā)計劃、研發(fā)能力等,選擇不同層次的軟件的開發(fā)或者利用第三方的支持。 驅(qū)動層是和硬件最相關(guān)的軟件,包括硬件的驅(qū)動程序和api接口,它主要用于完成對硬件設(shè)備的操作。 算法庫建議采用第三方的軟件。因為編寫算法需要投入大量的人力和物力,而且開發(fā)周期長。利用第三方的軟件可以縮短開發(fā)周期。ti擁有龐大的第三方網(wǎng)絡(luò),可以為客戶提供針對不同應(yīng)用的算法。同時ti建議的算法接口標(biāo)準(zhǔn)xdais已成為事實上的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),這標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同ti建議的軟件參考框架使得客戶在集成上時間花費最少。 pmp可以沒有操作系統(tǒng),這時需要注意的就是要建立自己的文件系統(tǒng),對文件進(jìn)行管理。使用操作系統(tǒng),在選擇時需要對可移植性、可擴(kuò)充性、內(nèi)核大小和成本等進(jìn)行權(quán)衡。內(nèi)核較小的操作系統(tǒng),系統(tǒng)占用資源較少,但集成新的外設(shè)時就需要寫驅(qū)動。像uclinux這樣的操作系統(tǒng),集成了較多外設(shè),網(wǎng)上資源豐富
    
    
     便攜式多媒體播放器(pmp),也就是通常人們說的mp4,已成為繼mp3以后,消費類產(chǎn)品的一個新熱點。越來越多的公司開始進(jìn)入這一領(lǐng)域,進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā),占領(lǐng)市場先機(jī)。下面就以tms320dm270為主處理芯片,介紹pmp的設(shè)計以及設(shè)計中的注意事項。其中的設(shè)計思路也可以應(yīng)用到其它便攜式設(shè)備的設(shè)計當(dāng)中。 圖1:pmp的系統(tǒng)架構(gòu) 在設(shè)計系統(tǒng)框架之前,首先需要確認(rèn)播放器的具體功能。目前比較常見的功能包括:mpeg4播放、電視節(jié)目錄制、mp3/wma音頻播放、錄音、圖片顯示、游戲和存儲功能(hdd/cf/sd)等。根據(jù)這些功能,圖1給出了一個參考的系統(tǒng)架構(gòu),主要由五部分組成:主處理模塊、視頻輸入模塊、視頻輸出模塊、音頻輸入輸出模塊、電源模塊和存儲模塊。 作為主處理模塊,dm270是整個系統(tǒng)的核心,系統(tǒng)的其它模塊都由它來協(xié)調(diào)和控制。dm270支持的多種多媒體的格式,包括視頻(mpeg1/2/4等)、圖像(jpeg/bmp等)和音頻(mp3/wma等)。 視頻輸入模塊的核心芯片是tvp5150a。它是一款低功耗小體積的視頻***,可以將ntsc、pal及secam視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字分量視頻信號。視頻輸出模塊由lcd和電視輸出組成。目前市面上采用2.5寸到3.6寸的lcd模塊,也不乏有采用7寸大屏幕。同時可以加上觸摸屏的功能,只要使用觸摸屏控制器,就能方便的實現(xiàn)。 音頻輸入輸出模塊由音頻codec和dm270的mcbsp共同完成?梢愿鶕(jù)需要選擇單聲道、雙聲道、dac或者adc+dac的芯片。如果同時需要觸摸屏控制器和音頻codec,還可以選用集成觸摸屏控制器和音頻codec的產(chǎn)品,可以減小芯片體積,同時降低成本。 電源模塊需要根據(jù)系統(tǒng)電源的需要來選擇。圖1系統(tǒng)中的電源較為簡單,可以使用像tps6501x這樣的集成電源模塊,能為電池提供ac或者usb充電,并且可為系統(tǒng)提供多路電源輸出。存儲模塊可以采用硬盤或各種存儲卡。 硬件設(shè)計建議 平臺的可擴(kuò)展性是選擇主處理芯片的一個重要考量點。dm270是可編程的芯片,具有豐富的外設(shè),有利于適應(yīng)處于動態(tài)變化的市場的需要。除了pmp以外,ccd控制器使得dm270可以應(yīng)用于數(shù)碼照相機(jī),靈活的主機(jī)接口也使得dm270可以作為多媒體協(xié)處理器應(yīng)用于多媒體手機(jī)等等。 功耗是便攜式多媒體播放器一個敏感的問題,所以在選擇芯片的時候就需要考慮到這一點。選擇低功耗的芯片是最簡單,也是最有效的方法,當(dāng)然需要與成本進(jìn)行權(quán)衡。例如選擇mobile sdram代替普通的sdram,或者選擇有節(jié)能模式的芯片,如dm270。 芯片的體積,集成度,成本也是選型時不容忽視的要點。dm270就是即節(jié)約體積又節(jié)約本的好例子。dm270集成了模擬視頻編碼器,需要輸出到電視的功能時,就節(jié)約了一顆視頻編碼芯片;dm270可以完成mpeg4的編解碼,就不需要在額外增加mpeg4的編碼芯片。 在設(shè)計pmp時,還要周密考慮下面幾個部分的設(shè)計。首先是電源部分。電源是整個系統(tǒng)穩(wěn)定的根源。在設(shè)計時很容易考慮到電池單獨供電的情況,但往往忽略了可能出現(xiàn)外部電源ac單獨供電的情況。在這種情況下,如何設(shè)計不合理,很可能出現(xiàn)電源無輸出的情況,導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。還需要注意的是電池在充電時,系統(tǒng)的供電回路的狀態(tài)。要保證在各種可能情況下,系統(tǒng)電源的穩(wěn)定性。 其次是電視輸出部分,需要考慮輸出阻抗的匹配問題。第三是lcd模塊接口部分。dclk對于lcd模塊是一個很重要的時鐘信號。如果頻率過低,會導(dǎo)致屏幕顯示抖動。在硬件設(shè)計時要充分考慮到這一點。 第四需要注意硬盤防震。硬盤防震可以分為被動型和主動型兩種。被動型硬盤防震利用純機(jī)械原理,采取吸收震動能量方式來減輕硬盤傷害的可能性,例如防震氣墊。主動型硬盤防震,可使用加速度傳感器。當(dāng)傳感器監(jiān)測到播放器掉落時,系統(tǒng)主動采取措施對硬盤進(jìn)行保護(hù),防止數(shù)據(jù)丟失。 圖2 :pmp的軟件框架軟件設(shè)計及建議 pmp的軟件框架如圖2所示。客戶可以根據(jù)產(chǎn)品的開發(fā)計劃、研發(fā)能力等,選擇不同層次的軟件的開發(fā)或者利用第三方的支持。 驅(qū)動層是和硬件最相關(guān)的軟件,包括硬件的驅(qū)動程序和api接口,它主要用于完成對硬件設(shè)備的操作。 算法庫建議采用第三方的軟件。因為編寫算法需要投入大量的人力和物力,而且開發(fā)周期長。利用第三方的軟件可以縮短開發(fā)周期。ti擁有龐大的第三方網(wǎng)絡(luò),可以為客戶提供針對不同應(yīng)用的算法。同時ti建議的算法接口標(biāo)準(zhǔn)xdais已成為事實上的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),這標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同ti建議的軟件參考框架使得客戶在集成上時間花費最少。 pmp可以沒有操作系統(tǒng),這時需要注意的就是要建立自己的文件系統(tǒng),對文件進(jìn)行管理。使用操作系統(tǒng),在選擇時需要對可移植性、可擴(kuò)充性、內(nèi)核大小和成本等進(jìn)行權(quán)衡。內(nèi)核較小的操作系統(tǒng),系統(tǒng)占用資源較少,但集成新的外設(shè)時就需要寫驅(qū)動。像uclinux這樣的操作系統(tǒng),集成了較多外設(shè),網(wǎng)上資源豐富
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