嵌入式多媒體系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，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、以消費電子類產(chǎn)品為主導(dǎo)的智能設(shè)備以超乎人們想象的速度達到了前所未有的發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪、適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。隨著計算機技術(shù)迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)成為當前IT 產(chǎn)業(yè)的焦點之一，呈現(xiàn)了巨大的市場需求。
　　 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，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，從而使通過網(wǎng)絡(luò)實時傳輸音頻流媒體成為可能。基于此，使用計算機網(wǎng)絡(luò)進行音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)電臺系統(tǒng)逐漸得到越來越多推廣和使用。目前，網(wǎng)絡(luò)電臺接收通常是基于PC 機的流媒體播放軟件，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)功能越來越強大，同時它所具有的便攜等優(yōu)勢，使其應(yīng)用越來越廣泛。鑒于此，嵌入式廣播接收系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)具有重要的價值。
　　 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、功能專業(yè)化高、成本低、穩(wěn)定性高、實時性好等優(yōu)點。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)帶來的價格昂貴、體積龐大、系統(tǒng)利用率低等諸多劣勢。論文研究了流媒體技術(shù)原理，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計和實現(xiàn)基于ARM 處理器可同時實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收音機和MP3 播放器功能的嵌入式硬件平臺。再根據(jù)流媒體網(wǎng)絡(luò)收音機的性能特征，給出了整個系統(tǒng)的軟件

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

5、關(guān)的算法改進。
　　 本論文按照硬件、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件三個層面分析了嵌入式多媒體系統(tǒng)的設(shè)計和實現(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，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，配備外部存儲器Nand Flash、矩陣鍵盤、JTAG以及串口等周邊器件。通過IIS總線實現(xiàn)了控制信號和音頻數(shù)據(jù)的傳輸。
　　 再次，重點研究并實現(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)動程序開發(fā)。應(yīng)用軟件部分則對Linux應(yīng)用開發(fā)作出了討論。本設(shè)計成功

7、地將Mplayer播放軟件移植到開發(fā)板上，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)收音機的播放功能；針對流行的MP3 格式音頻文件運用了優(yōu)化解碼算法，以定點算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)PC浮點算法，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)計方法。對其中若干關(guān)鍵代碼，進行了較為詳細的解釋。
　　 最后，總結(jié)本文，分析了當前系統(tǒng)的情況和所存在的不足，以及今后可以改進和完善的地方。并將驅(qū)動程序成功地移植到Linux 內(nèi)核當中；應(yīng)用程序加載到文件系統(tǒng)當