基于Linux NFS的Web數(shù)碼相框設(shè)計(jì)

O 引言

隨著數(shù)碼相機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的普及，越來越多的家庭擁有自己的媒體庫。媒體庫中既包含有自己拍攝的影像文件，也有從網(wǎng)絡(luò)上下載的影像資料。然而展示影像資料的手段單一，主要通過PC來實(shí)現(xiàn)。因此未來構(gòu)建以媒體庫為中心的家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)，把多媒體資料在各式各樣的家庭網(wǎng)絡(luò)媒體終端上展示出來，將成為一種必然的趨勢(shì)。媒體終端包括Web數(shù)碼相框、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視等。

Web數(shù)碼相框的提出正是為了設(shè)計(jì)一種家庭嵌入式網(wǎng)絡(luò)媒體終端，但目前市場上常見的數(shù)碼相框的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性差，本設(shè)計(jì)方案的提出正是為了能夠彌補(bǔ)這方面的不足，提高網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性。并在本設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視等其他多功能終端實(shí)體。

1 技術(shù)方案

Web數(shù)碼相框要具有JPEG圖像文件顯示功能，需要進(jìn)行大量解碼處理，且實(shí)時(shí)性要求高，因此選用低功耗、高性能的32位處理器ARM?；贏RM920T體系結(jié)構(gòu)的S3C2440嵌入式微處理器具有如下特點(diǎn)：l6/32bitARM920T內(nèi)核，最高工作頻率400MHz，運(yùn)算能力為440MIPS，能夠勝任多媒體文件的處理任務(wù)。所以，硬件部分采用在S3C2440基礎(chǔ)上構(gòu)建的一個(gè)具有Web功能的嵌入式系統(tǒng)。

軟件部分選擇最新的Linux2.6操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)屬于開源免費(fèi)的，可大大降低產(chǎn)品的開發(fā)成本。Linux2.6操作系統(tǒng)遵守GPL開發(fā)原則，可找到豐富的驅(qū)動(dòng)程序源碼，該系統(tǒng)還支持TCP/IP協(xié)議棧，可以有效降低開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期。另外Linux2.6內(nèi)核相比Linux2.4 內(nèi)核操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性更好，功能也更加豐富，完全滿足Web數(shù)碼相框的設(shè)計(jì)要求。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 LCD接口設(shè)計(jì)

S3C2440芯片集成了TFT LCD的驅(qū)動(dòng)器(圖1)，因此本文采用了256k色240×320的TFT真彩LCD，所以LCD接口的設(shè)計(jì)就相對(duì)簡單(圖2)。LCD接口用一個(gè) 41Pin插座，包含了常見LCD所用的大部分控制信號(hào)(行場掃描、時(shí)鐘和使能等)，和完整的RGB數(shù)據(jù)信號(hào)(RGB輸出為8：8：8)。同時(shí)還有一個(gè)跳線的設(shè)計(jì)方便支持不同的LCD工作電壓。

2.2 網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)采用目前常見的DM9000芯片。該芯片是一款快速以太網(wǎng)控制處理器，合成了MlAC、PHY、MMU，自適應(yīng)10/100M網(wǎng)絡(luò)，非常適合作為嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口芯片。在本設(shè)計(jì)中，S3C2440與DM9000之間采用地址線和數(shù)據(jù)線復(fù)用的方式。同時(shí)DM9000的AEN端接 S3C2440的nGCS4，這樣DM9000的地址線IO為Ox20000000，數(shù)據(jù)IO為0x20000004。此外Linux2.6內(nèi)核支持 DM9000的驅(qū)動(dòng)，這樣給開發(fā)帶來很大的方便。網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)如圖3所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 嵌入式操作系統(tǒng)

目前常見的嵌入式操作系統(tǒng)包括：WinCE、VxWorks、uC/OS-II和Linux。其中uC/OS-II操作系統(tǒng)雖然可以免費(fèi)獲得，但功能過于簡單，實(shí)用性較差，后續(xù)開發(fā)工作量很大。而前兩種操作系統(tǒng)雖然功能較強(qiáng)，但不屬于開源免費(fèi)的操作系統(tǒng)，不適用于低成本的消費(fèi)類電子產(chǎn)品。

Linux內(nèi)核是基于GNU通用公共許可，也就是GPL。它的源代碼完全開放，也很容易移植到嵌入式系統(tǒng)中，Linux2.6的內(nèi)核對(duì)ARM系列的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)有了很好的支持。同時(shí)有大量的開源軟件包可供使用，方便了后期開發(fā)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)

網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)是一種將遠(yuǎn)程主機(jī)上的分區(qū)(目錄)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)掛載到本地系統(tǒng)的一種機(jī)制，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)的支持，用戶可以在本地系統(tǒng)上像操作本地分區(qū)一樣來對(duì)遠(yuǎn)程主機(jī)的共享分區(qū)(目錄)進(jìn)行操作。對(duì)于Linux系統(tǒng)來說NFS包括兩方面：一是Linux服務(wù)器端的NFS服務(wù)器支持;二是嵌入式目標(biāo)系統(tǒng)的NFS客戶端的支持。因此，在本設(shè)計(jì)中配置了一臺(tái)Linux的PC機(jī)來提供NFS服務(wù)，同時(shí)它也作為多媒體網(wǎng)絡(luò)的媒體庫。嵌入式目標(biāo)系統(tǒng)是 Web數(shù)碼相框，本設(shè)計(jì)在其嵌入式Linux系統(tǒng)上移植了NFS客戶端。借助NFS客戶端Web數(shù)碼相框能隨時(shí)讀取媒體庫中共享出來的多媒體文件。

3.3 NFS的簡單配置

為了使Web數(shù)碼相框能夠正確地從Linux服務(wù)器上取得多媒體資料，要列NFS的服務(wù)器端和客戶端作簡要的配置。

對(duì)于服務(wù)器端，為/ect/export文件添加如下內(nèi)容：

/home/media 192.168.0.*(ro,sync,no_root_squash)

添加的內(nèi)容表示：允許ip地址范圍在192.168.0.*的客戶端以只讀的權(quán)限來訪問/home/media目錄。

然后執(zhí)行如下命令，啟動(dòng)NFS服務(wù)：

#service portmap start

#service nfs start

對(duì)于客戶端(Web數(shù)碼相框)，在Linux Shell下，執(zhí)行如下命令來進(jìn)行NFS共享目錄的掛載：

#mkdir/mnt/NFS

#mount-tnfs 192.168.0.20：/home/media/mnt/NFS-onolock

客戶端對(duì)本地/mnt/NFS目錄里的多媒體文件進(jìn)行讀取并顯示，相當(dāng)于讀取了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的/home/media目錄的文件，完成了網(wǎng)絡(luò)媒體庫的共享。

4 結(jié)束語

以上內(nèi)容敘述了基于ARM構(gòu)架的嵌入式多媒體終端，同時(shí)具備了Web數(shù)碼相框的基本功能。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于把Linux系統(tǒng)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和S3C2440高效的多媒體處理能力結(jié)合起來，構(gòu)建了高性能、低功耗、低成本的網(wǎng)絡(luò)多媒體終端?？梢灶A(yù)見在不久的將來，以Web數(shù)碼相框?yàn)榇淼木W(wǎng)絡(luò)多媒體終端會(huì)走進(jìn)千家萬戶。