基于ARM的车载高清多媒体系统音频子系统的设计与实现

摘要

随着中国汽车产业的蓬勃发展和汽车的逐渐普及，人们对于车载多媒体系统的要求越来越高。基于ARM的车载高清多媒体系统是为满足用户对安全性、稳定性和娱乐性的较高要求，面向前装及后装市场开发的新产品。其中音频子系统是其中重要的组成部分，满足多媒体影音播放、GPS导航、蓝牙免提通话等车载音频功能需求，通过利用无损音频格式APE（Monkey’sAudio）对CD碟片内容进行压缩，在保持高音质的基础上降低对系统存储容量的需求。同时通过音效处理算法，克服车内喇叭摆放位置的限制，提升车内音响体验。
　　论文首先对主流音频压缩格式作了简单介绍，接着以国内外车载音频系统的发展和现状为基础，介绍了国内外车载音频系统播放器及音效处理应用的现状，并结合目前主流的车载音频系统的功能，总结了车载音频系统的基本需求。通过仔细的分析来构建满足用户需求的基于ARM的车载高清多媒体系统音频子系统，填补了目前国内车载音频系统对高速无损编码、声像还原处理方面的空缺，并提供了低成本高灵活性的车载高清多媒体系统音频子系统的解决方案。
　　系统采用WINCE6.0与uC/OS-II双操作系统，分别运行在主处理器ARM11和协处理器ARM9上。本项目采用C语言进行多核编程，主要实现了音频数据管理模块、音频命令及状态管理模块、音频编解码模块、音效处理模块四大模块。各个模块共同构成音频子系统，实现了多媒体文件播放及控制，CD碟片的APE无损编码，音效处理等功能。本系统采用APE压缩编码对CD碟片进行高速音频无损压缩。使用非对称多处理的双核软件协同设计来保证多任务运行的状况下音频处理的实时性及低功耗。采用结合线性插值和拉格朗日插值的软件动态采样率转换技术实现了不同采样率音频流的实时混音输出。使用Matlab设计基于头部相关传输函数HRTF（Head-Related Transfer Function）的数字滤波器来实现声像还原音效处理功能。
　　基于ARM的车载高清多媒体系统音频子系统提供了高品质、安全稳定的车载音频服务。能够完成多媒体音频播放，CD碟片无损压缩，音效处理等音频处理任务。通过对该音频子系统分阶段的测试，证明该基于ARM的车载高清多媒体系统音频子系统可以满足鑫中腾公司对其提出的功能和非功能性需求。

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第1章 绪论

1.1 课题来源及研究意义

1.2 与课题相关的国内外研究状况

1.3 本论文的主要工作内容

第2章 系统需求与关键技术分析

2.1 车载音频子系统的需求分析

2.2 关键技术分析

2.3 本章小结

第3章 车载音频子系统的设计

3.1音频子系统的总体设计

3.2 音频子系统的模块设计

3.3 本章小结

第4章 车载音频子系统的实现

4.1 音频数据管理模块的实现

4.2 音频命令及状态管理模块的实现

4.3 音频编解码模块的实现

4.4 音效处理模块的实现

4.5 本章小结

第5章 车载音频子系统测试与分析

5.1 音频子系统的测试环境

5.2 音频子系统的单元测试

5.3 音频子系统的功能测试

5.4 音频子系统的性能测试

5.5 测试结论

5.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢

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