基于i.MX6平台的车载信息娱乐系统的硬件设计与实现

摘要

便携式消费类电子的迅猛发展，已经深深地影响了汽车产业的格局，也激活了车载信息娱乐系统这一领域的发展潜能。当移动消费类电子的技术浪潮席卷到车载领域，以及消费者对汽车的需求进一步提升时，将驱使着车载信息娱乐系统向更加智能、安全和舒适的方向不断努力。
　　本文旨在设计并实现一种多功能集成的、具有丰富扩展接口的车载信息娱乐系统。结合当前电子技术的发展现状和未来趋势，以及今后社会对高端配置汽车的功能需求，制定出了以Freescale i.MX6工业级信息娱乐处理器搭载Google开源Android系统的框架设计方案。该系统将包含六大功能模块:车载移动通讯及互联网接入模块、多媒体采集播放模块、包含语音控制的先进2D/3D GPS导航模块、大容量存储模块、包含HDMI、MiniPCIe、USB等常用外设接口模块、包含触摸屏、摄像头等高级视窗界面模块，满足基本性能外几乎涵盖了所有的设计需求。
　　本文主要从硬件设计的角度，详明阐述了系统的硬件原理图设计和印制电路板设计。在原理图设计方面，着重论述了i.MX6的核心电路和常用外围接口电路的设计，讲解了主要功能模块的器件选型和应用原理。核心电路的设计主要包括微处理器的电源管理子系统、随机存储器、只读存储器。而常用外围接口电路则包含无线连接模块、音频编解码模块、MiniPCIe接口、HDMI接口、USB接口等。在印制电路板设计方面，则着重讨论了基本的布局布线规则和要求、电路板层叠结构的选择以及高速信号如DDR3走线问题。其次还讨论了印制电路板设计的不可避免的信号阻抗匹配、差分对走线、电源地平面、电磁兼容设计等问题。
　　经过系统的各项测试包括系统启动测试和系统功能模块测试，初步验证了整个系统设计的正确性，最终分析表明该系统完全满足预期的设计要求。该系统支持硬件功能模块的扩展性，同时满足软件复用性，为后续车载信息娱乐系统的更新和完善提供了便利。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究目标与内容

1．4 论文内容与结构

第2章 系统框架与设计分析

2．1 系统需求分析和设计原则

2．2 系统架构设计

2．3 本章小结

第3章 关键技术与硬件原理图设计

3．1 电源系统

3．2 最小核心系统

3．3 功能模块电路

3．4 常用外围接口电路

3．5 本章小结

第4章 信号完整性分析与印制电路板设计

4．1 基本设计规则和规范

4．2 阻抗控制和差分对走线

4．3 信号反射与阻抗匹配

4．4 DDR3的布局布线

4．5 电源地平面和电磁兼容设计

4．6 本章小结

第5章 系统测试

5．1 系统测试平台和测试方案

5．2 系统测试过程和结果

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

附录

附录一：系统硬件原理图

附录二：系统印制板电路图

攻读硕士学位期间的研究成果目录

致谢