嵌入式多媒體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，嵌入式系統(tǒng)伴隨著人們的需求而發(fā)展。以軟硬件組成為顯著特征、以消費(fèi)電子類(lèi)產(chǎn)品為主導(dǎo)的智能設(shè)備以超乎人們想象的速度達(dá)到了前所未有的發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪、適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)成為當(dāng)前IT 產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)之一，呈現(xiàn)了巨大的市場(chǎng)需求。
　　 伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)性能得到了顯著提高，同時(shí)，多媒體數(shù)據(jù)壓縮技

2、術(shù)使多媒體信息數(shù)據(jù)量不斷降低，從而使通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸音頻流媒體成為可能?；诖耍褂糜?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)電臺(tái)系統(tǒng)逐漸得到越來(lái)越多推廣和使用。目前，網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)接收通常是基于PC 機(jī)的流媒體播放軟件，使用環(huán)境受到很大限制。隨著嵌入式處理器技術(shù)和嵌入式操作系統(tǒng)不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)功能越來(lái)越強(qiáng)大，同時(shí)它所具有的便攜等優(yōu)勢(shì)，使其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鑒于此，嵌入式廣播接收系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)具有重要的價(jià)值。
　　 與基于PC的流媒體服務(wù)器

3、相比，嵌入式流媒體服務(wù)器具有體積小、攜帶方便、功能專(zhuān)業(yè)化高、成本低、穩(wěn)定性高、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)。本文正是在這種背景下，提出了基于ARM 微處理器的解碼方案，在降低硬件成本的基礎(chǔ)上保證播放效果，較好解決了以往這種結(jié)構(gòu)帶來(lái)的價(jià)格昂貴、體積龐大、系統(tǒng)利用率低等諸多劣勢(shì)。論文研究了流媒體技術(shù)原理，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)基于ARM 處理器可同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)和MP3 播放器功能的嵌入式硬件平臺(tái)。再根據(jù)流媒體網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的性能特征，給出了整個(gè)系統(tǒng)的軟件

4、設(shè)計(jì)方案以及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
　　 系統(tǒng)利用S3C2440 芯片的特點(diǎn)，以ARM 處理器及其外圍模塊為硬件平臺(tái)，以嵌入式linux 為操作系統(tǒng)，以MPLAYER 播放軟件的，從硬件和軟件兩個(gè)方面，給出了一個(gè)在技術(shù)和實(shí)踐上都具有一定意義的基于ARM的多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。實(shí)現(xiàn)了MP3 播放器及網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的全部功能。在軟件方面，為了更好的支持對(duì)音頻數(shù)據(jù)的播放，在Mplayer 源碼中添加了Madlib 庫(kù)和Live 協(xié)議包，做出了與本系統(tǒng)相

5、關(guān)的算法改進(jìn)。
　　 本論文按照硬件、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件三個(gè)層面分析了嵌入式多媒體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
　　 首先，綜合論述了本論文研究工作的意義及內(nèi)容和流媒體播放器以及嵌入式系統(tǒng)、嵌入式Linux、流媒體技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了系統(tǒng)軟、硬件平臺(tái)，嵌入式系統(tǒng)基本原理和相關(guān)技術(shù)。
　　 然后，總體介紹了嵌入式流媒體播放器的硬件設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)主要以ARM體系結(jié)構(gòu)SamSungS3C2440處理器為核心控制單元,以UDA

6、1341音頻編解碼芯片為音頻處理單元，配備外部存儲(chǔ)器Nand Flash、矩陣鍵盤(pán)、JTAG以及串口等周邊器件。通過(guò)IIS總線實(shí)現(xiàn)了控制信號(hào)和音頻數(shù)據(jù)的傳輸。
　　 再次，重點(diǎn)研究并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)軟件部分。系統(tǒng)軟件部分分為系統(tǒng)層軟件和應(yīng)用軟件兩個(gè)層次。系統(tǒng)軟件部分包括:引導(dǎo)加載程序vivi的移植、Linux2.6內(nèi)核的移植、配置Yaffs根文件系統(tǒng)、Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)。應(yīng)用軟件部分則對(duì)Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)作出了討論。本設(shè)計(jì)成功

7、地將Mplayer播放軟件移植到開(kāi)發(fā)板上，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的播放功能；針對(duì)流行的MP3 格式音頻文件運(yùn)用了優(yōu)化解碼算法，以定點(diǎn)算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)PC浮點(diǎn)算法，以使其適用于嵌入式系統(tǒng)；并基于ARM資源的局限性，提出了軟件解碼優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。對(duì)其中若干關(guān)鍵代碼，進(jìn)行了較為詳細(xì)的解釋。
　　 最后，總結(jié)本文，分析了當(dāng)前系統(tǒng)的情況和所存在的不足，以及今后可以改進(jìn)和完善的地方。并將驅(qū)動(dòng)程序成功地移植到Linux 內(nèi)核當(dāng)中；應(yīng)用程序加載到文件系統(tǒng)當(dāng)