摘 要：本文提出了自主設計的具有USB Host的汽車音響系統。該系統將普通U盤作存儲介質，可以直接播放U盤里的數碼音樂(MP3/WMA等)，具有兼容性好、存儲方便、抗震、體積小、成本低等優點。

    關鍵詞：汽車音響；USB HOST；U盤；MP3；數碼音樂

    引言
    MP3現已成為網絡音樂、數碼音樂的代名詞，做為流行時尚的象征逐漸走入了人們的生活。隨身MP3播放器成為繼磁帶機、CD隨身聽之后的新一代數碼隨身聽設備。這股產品數字化的風潮也開始吹向汽車產業。

    現有的汽車音響的存儲媒介主要是磁帶和CD光碟，它們都存在抗震性差、容量有限、價格較高等缺點，并且無法方便地獲取網絡音樂。針對這種現狀，北京先鋒博創科技發展有限公司推出了基于HOST MP3模塊播放U盤或者移動硬盤中MP3音樂的汽車音響解決方案-Digital Car Audio，為汽車音響提供播放存儲于U盤或USB接口移動硬盤中的MP3歌曲的功能，使得用戶能夠輕松自由地選擇、下載音樂，并且不會再為更換磁帶、CD唱片或因震動而導致音樂中斷而煩惱。

    HOST汽車數字音響系統的主要特點

    HOST MP3方案使汽車音響能從普通的U盤或USB硬盤中讀取MP3/WMA等音樂文件，并進行播放，同時還具有體積小、成本低、容量大、兼容性好等優點。由于USB接口存儲設備自身原理與構造的先天優勢，使得基于HOST MP3方案的汽車數碼音響和傳統的音響相比具有更多的優勢。

    系統原理和概要設計

    HOST汽車數字音響方案以北京先鋒博創公司具有自主知識產權的HOST MP3模塊為核心，集成了USB通信、FAT文件系統、MP3及其他數字音頻編解碼等多種先進技術功能模塊，提供簡潔、友好的控制接口，使得汽車音響生產廠商能夠方便、快速地集成，提高產品的品質和市場競爭力。

    HOST MP3模塊是一個帶有USB Host接口模塊的嵌入式系統，采用高性能的嵌入式CPU，提供標準串口、I2C接口或SPI接口與用戶控制系統進行通信，通過音頻接口輸出高品質的音樂信號。該方案遵守USB 1.1協議規范，支持所有基于USB的移動存儲器，支持FAT12、FAT16和FAT32文件系統，通過標準串口、I2C、SPI等接口，以模塊方式集成到用戶的汽車音響系統中，使用戶能夠直接播方存儲在移動存儲器中的音樂文件。集成HOST MP3模塊的汽車數字音響的原理圖如圖2所示。

    ● HOST MP3模塊硬件架構

    HOST MP3模塊的硬件結構主要包括4個部分：MCU、存儲模塊、USB接口模塊和音頻處理模塊，如圖3所示。

    MCU實現整體系統控制；USB 接口模塊控制USB總線接口進行與USB存儲設備的通信；存儲模塊存儲數據文件；數碼模塊完成數碼音樂的數據編解碼、D/A轉換。

    ● HOST MP3模塊軟件架構

    HOST MP3模塊系統軟件包括系統主控模塊、文件系統模塊、USB接口控制模塊、音頻模塊和控制接口模塊，

    系統主控模塊實現系統的整體控制、控制協議等；文件系統模塊實現標準的FAT12/16/32文件系統功能；USB接口控制模塊實現USB設備控制驅動功能；數碼模塊實現數碼音樂文件的編解碼處理；控制接口模塊實現與汽車音響系統的接口控制。

    與現有汽車音響系統的集成

    HOST MP3模塊方案作為一個完整的嵌入式系統，以模塊的方式集成進汽車音響系統中，通過控制接口與汽車音響系統進行控制協議交互。本方案提供了標準串口、I2C、SPI或者用戶自定義接口作為與汽車音響系統的控制接口，具備強大、完備的集成能力。汽車音響集成生產廠商可根據自己的需要靈活選擇控制接口。

    HOST MP3模塊提供了一套完備的控制協議，用戶只需要通過控制接口發送播放、快進、快退、音量+/-等協議命令即可實現所需的控制。

    HOST MP3模塊集成如圖5所示。用戶只需要在自身系統所具備的控制接口上實現協議模塊部分即可完成HOST MP3模塊方案的集成。該協議模塊的功能(控制命令)也可根據用戶的需求進行訂制，可以實現諸如編輯曲目、隨機播放等多種靈活、強大的控制播放能力。

    由于HOST MP3模塊控制接口多樣，用戶可以根據需要自主選擇，系統協議簡單明了，并且在合作協議框架內可以為用戶提供用戶端的協議模塊源代碼(基于標準C語言)，使得用戶能夠在短時間內完成系統集成，形成產品，大大提高了用戶的產品競爭力。

    功能的應用擴展

    本方案成功地實現了將先進的IT技術和傳統的汽車音響領域的完美結合。USB接口目前已經成為計算機的標準數據存儲接口，而汽車智能化的程度越高，對數據的存儲交換要求也越迫切。USB HOST技術成功地將USB接口引入到汽車中，其不僅可以作為汽車音響的一個數據存儲接口，同時在將來會應用到更多的汽車電子領域。例如，在汽車多媒體系統中，USB HOST模塊可以實現將U盤和硬盤作為汽車多媒體系統的存儲介質，方便用戶下載；在車載GPS系統中，用戶可以通過U盤將地圖信息上載到汽車GPS系統上；在車載電子信息系統中，可以將U盤作為車載電子信息系統的存儲介質，將收集的運行數據存儲到U盤中；在汽車防盜系統中，可以將U盤作為一個身份認證的介質，實現汽車開啟的“電子鑰匙”；在其他系統中，可以將U盤用于其他需要數據交換和存儲的汽車電子應用中。