摘要：研究了一種基于ARM處理器的嵌入式網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)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為網(wǎng)絡(luò)播放軟件，實(shí)現(xiàn)了嵌入式網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的全部功能。以嵌入式技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收音機(jī),是一個(gè)設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新。該設(shè)計(jì)有較高的科研價(jià)值和極好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
關(guān)鍵字：嵌入式系統(tǒng)；Linux；ARM9；網(wǎng)絡(luò)收音

2.2 網(wǎng)絡(luò)接口

系統(tǒng)的網(wǎng)卡芯片采用Cirrus Logic公司的一種局域網(wǎng)處理芯片CS8900，該芯片內(nèi)部集成了RAM、10BASE-T收發(fā)濾波器，并且提供8位和16位兩種接口。其片選信號(hào)連接到S3C2410的nGCS1，因此網(wǎng)卡的地址空間映射到0X08000000~0X0FFFFFFF。在Linux內(nèi)核中，一般都含有CS8900的驅(qū)動(dòng)程序，使用時(shí)只需修改驅(qū)動(dòng)與處理器的地址映射關(guān)系，并在配置內(nèi)核的Device Driver選項(xiàng)中，選中CS8900項(xiàng)。

2.3 SDRAM存儲(chǔ)器

本設(shè)計(jì)的SDRAM采用的是HY57V281620芯片。該芯片是一個(gè)數(shù)據(jù)寬度為16BIT，容量為16M字節(jié)的SDRAM。HY57V281620與S3C2410的連接圖如圖4所示。

圖4  HY57V281620電路圖

HY57V281620的ncs引腳接到處理器的nGCS6。由于在處理器的存儲(chǔ)空間中，字節(jié)是存儲(chǔ)容量的唯一單位。而HY57V281620的數(shù)據(jù)寬度為16位，它的每一個(gè)存儲(chǔ)單元都包含2個(gè)字節(jié)。因此HY57V281620的A0引腳接到了S3C2410處理器的地址線ADDR01上面。 HY57V281620的容量為16MB，因此它需要ADDR00~ADDR23共24跟地址線來(lái)尋址，所以，BA0~BA1引腳應(yīng)該接到ADDR22~ADDR23地址線上。

3 系統(tǒng)的的軟件設(shè)計(jì)

3.1 嵌入式Linux的移植

嵌入式Linux內(nèi)核的版本很多，一般情況下版本越高，系統(tǒng)越穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)更完善，本系統(tǒng)選擇了2.6.18的Linux內(nèi)核。其實(shí)對(duì)于2.6以后版本的Linux內(nèi)核，對(duì)S3C2410的支持都有了很好的支持，所以移植過(guò)程都比較簡(jiǎn)單^[3]。Linux2.6.18移植到S3C2410的基本步驟如下：

（1）下載Linux2.6.18內(nèi)核，并解壓到相應(yīng)目錄。

（2）修改內(nèi)核頂層目錄下的Makefile文件，指明交叉編譯器。進(jìn)入Linux-2.6.18內(nèi)核目錄，輸入命令vi Makefile，找到ARCH和CROSS_COMPILE兩項(xiàng)，將其修改為ARCH = arm，CROSS_COMPILE = arm-linux-。

（3）設(shè)置PATH環(huán)境變量，使其可以找到交叉編譯工具。輸入su root，進(jìn)入root，在輸入vi/etc/bashrc，在結(jié)尾處加入以下行：export PATH=/usr/local/arm/3.4.4/bin:$PATH，然后重啟終端或重新登陸即可。

（4） 設(shè)置Flash分區(qū)。首先要在arch/arm/mach-s3c2410/devs.c文件中添加分區(qū)信息，其次在arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c文件的smdk2410_devices[]的成員中添加&s3c_device_nand。這樣Linux內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)，就會(huì)對(duì)Flash分區(qū)的設(shè)置初始化。

（5）禁止Flash ECC校驗(yàn)。修改drivers/mtd/nand/s3c2410.c 文件，找到s3c2410_nand_init_chip()函數(shù)，在該函數(shù)體最后加上一條語(yǔ)句：chip->eccmode = NAND_ECC_NONE。

（6）配置內(nèi)核。通過(guò)make menuconfig命令配置內(nèi)核。

（7）編譯內(nèi)核，make zImage命令，得到Linux內(nèi)核的映像文件zImage。

（8）制作根文件系統(tǒng)。

3.2 Mplayer移植

Mplayer是Linux下的一個(gè)多媒體網(wǎng)絡(luò)播放器。它的主要功能是對(duì)接收到的各種格式的流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，同時(shí)也完成對(duì)接收的網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的IP地址進(jìn)行解析的任務(wù)。Mplayer支持mp3、ogg 和wma等多種格式的流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的開(kāi)源應(yīng)用軟件。Mplayer的移植步驟如下：

（1）下載源代碼MPlayer-current.tar.bz2，并解壓。

（2）為了讓mplayer支持在線播放，從而能夠播放網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)，還必須下載安裝網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包（主要指RTSP、MMS等協(xié)議）。可從www.live555.com上下載live555協(xié)議包，解壓后配置并編譯。

（3）配置mplayer的命令格式如下：

./configure --cc=arm-linux-gcc --target=arm-armv4-linux --enable-static --disable-win32  --host-cc=gcc --disable-dvdread --enable-fbdev --disable-mencoder --disable-mp3lib --enable-mad --enable-libavcodec --enable-live --with-livedir=/live555的目錄/ --2>&1 | tee logfile。

其中，--host-cc=gcc是用來(lái)編譯一些需要在host上執(zhí)行的中間文件的，如codec-cfg。--cc=arm-linux-gcc 是用來(lái)指定交叉編譯工具。關(guān)于 --target=arm-armv4l-linux這個(gè)參數(shù)要注意的是它被分為三部分，第一部分的arm是指arch，這里設(shè)定為arm；第二部分的armv4l是指具體的版本；第三部分是系統(tǒng)平臺(tái)。--enable-static是設(shè)定靜態(tài)連接。--2>&1 | tee logfile意思是將執(zhí)行的情況在輸出到屏幕的同時(shí)記錄到logfile文件中，在控制臺(tái)下編譯比較有用。

（4）輸入make命令開(kāi)始編譯，編譯完成后在頂層目錄生成mplayer可執(zhí)行文件。

3.3軟件主流程圖

系統(tǒng)主流程圖如圖5所示。系統(tǒng)上電后，bootloader(U-boot)啟動(dòng)，完成硬件設(shè)備的初始化， 并引導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)核啟動(dòng)。系統(tǒng)啟動(dòng)執(zhí)行初始化任務(wù)后，首先配置網(wǎng)絡(luò)連接，通過(guò)運(yùn)行DHCP Clieant向DHCP Server申請(qǐng)獲取本系統(tǒng)IP地址。然后系統(tǒng)自動(dòng)訪問(wèn)默認(rèn)的電臺(tái)服務(wù)器，該服務(wù)器上有最近更新的世界各地的網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的URL地址，系統(tǒng)下載該列表，并更新上次保存的列表。然后系統(tǒng)判斷有無(wú)按鍵按下，若有按鍵按下，系統(tǒng)根據(jù)按鍵選擇相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)，若在一定時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有按鍵按下，系統(tǒng)自動(dòng)連接電臺(tái)列表的第一個(gè)電臺(tái)地址，并開(kāi)始播放該網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)。同時(shí)，LCD將顯示電臺(tái)的有關(guān)信息和系統(tǒng)信息。在播放過(guò)程中，同樣可以根據(jù)按鍵來(lái)中斷、選擇網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)。

 

圖5 系統(tǒng)主流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)基于ARM的嵌入式技術(shù)，通過(guò)軟硬件等三層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)克服了PC機(jī)形式的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的諸多缺點(diǎn)，是一個(gè)極具創(chuàng)新思維的設(shè)計(jì)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式技術(shù)的高速發(fā)展，該設(shè)計(jì)具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景和科研價(jià)值。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn):

1、首次提出了用嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，極具創(chuàng)新特點(diǎn)。

2、實(shí)現(xiàn)了Mplayer軟件在Linux系統(tǒng)平臺(tái)下向ARM9的移置。

參考文獻(xiàn)

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