基于Linux NFS的Web數碼相框設計基于Linux NFS的Web數碼相框設計

摘要：本文介紹了一種基于Linux嵌入式系統(tǒng)的新型網絡數碼相框設計方案。本設計方案采用S3C2440為核心的嵌入式系統(tǒng)，構建了基于Linux的網絡多媒體共享文件系統(tǒng)，詳細論述了此Web數碼相框系統(tǒng)的軟、硬件設計，該設計方案具有一定的實用性。
關鍵詞：ARM；S3C2440；網絡；數碼相框；NFS；Linux操作系統(tǒng)

O 引言
    隨著數碼相機和互聯網的普及，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，也有從網絡上下載的影像資料。然而展示影像資料的手段單一，主要通過PC來實現。因此未來構建以媒體庫為中心的家庭多媒體網絡，把多媒體資料在各式各樣的家庭網絡媒體終端上展示出來，將成為一種必然的趨勢。媒體終端包括Web數碼相框、網絡數字電視等。
    Web數碼相框的提出正是為了設計一種家庭嵌入式網絡媒體終端，但目前市場上常見的數碼相框的網絡可擴展性差，本設計方案的提出正是為了能夠彌補這方面的不足，提高網絡可擴展性。并在本設計方案的基礎上構建網絡數字電視等其他多功能終端實體。

1 技術方案
    Web數碼相框要具有JPEG圖像文件顯示功能，需要進行大量解碼處理，且實時性要求高，因此選用低功耗、高性能的32位處理器ARM?；贏RM920T體系結構的S3C2440嵌入式微處理器具有如下特點：l6／32bitARM920T內核，最高工作頻率400MHz，運算能力為440MIPS，能夠勝任多媒體文件的處理任務。所以，硬件部分采用在S3C2440基礎上構建的一個具有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)屬于開源免費的，可大大降低產品的開發(fā)成本。Linux2．6操作系統(tǒng)遵守GPL開發(fā)原則，可找到豐富的驅動程序源碼，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內核相比Linux2．4內核操作系統(tǒng)的實時性更好，功能也更加豐富，完全滿足Web數碼相框的設計要求。

2 硬件設計
2．1 LCD接口設計
    S3C2440芯片集成了TFT LCD的驅動器(圖1)，因此本文采用了256k色240×320的TFT真彩LCD，所以LCD接口的設計就相對簡單(圖2)。LCD接口用一個41Pin插座，包含了常見LCD所用的大部分控制信號(行場掃描、時鐘和使能等)，和完整的RGB數據信號(RGB輸出為8：8：8)。同時還有一個跳線的設計方便支持不同的LCD工作電壓。

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2．2 網絡接口設計
    網絡接口設計采用目前常見的DM9000芯片。該芯片是一款快速以太網控制處理器，合成了MlAC、PHY、MMU，自適應10／100M網絡，非常適合作為嵌入式系統(tǒng)的網絡接口芯片。在本設計中，S3C2440與DM9000之間采用地址線和數據線復用的方式。同時DM9000的AEN端接S3C2440的nGCS4，這樣DM9000的地址線IO為Ox20000000，數據IO為0x20000004。此外Linux2．6內核支持DM9000的驅動，這樣給開發(fā)帶來很大的方便。網絡接口設計如圖3所示。

3 軟件設計
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)雖然可以免費獲得，但功能過于簡單，實用性較差，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，但不屬于開源免費的操作系統(tǒng)，不適用于低成本的消費類電子產品。
Linux內核是基于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的內核對ARM系列的嵌入式系統(tǒng)已經有了很好的支持。同時有大量的開源軟件包可供使用，方便了后期開發(fā)。
3．2 網絡文件系統(tǒng)(NFS)
    網絡文件系統(tǒng)(NFS)是一種將遠程主機上的分區(qū)(目錄)經網絡掛載到本地系統(tǒng)的一種機制，通過對網絡文件系統(tǒng)的支持，用戶可以在本地系統(tǒng)上像操作本地分區(qū)一樣來對遠程主機的共享分區(qū)(目錄)進行操作。對于Linux系統(tǒng)來說NFS包括兩方面：一是Linux服務器端的NFS服務器支持；二是嵌入式目標系統(tǒng)的NFS客戶端的支持。因此，在本設計中配置了一臺Linux的PC機來提供NFS服務，同時它也作為多媒體網絡的媒體庫。嵌入式目標系統(tǒng)是Web數碼相框，本設計在其嵌入式Linux系統(tǒng)上移植了NFS客戶端。借助NFS客戶端Web數碼相框能隨時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數碼相框能夠正確地從Linux服務器上取得多媒體資料，要列NFS的服務器端和客戶端作簡要的配置。
    對于服務器端，為／ect／export文件添加如下內容：
    ／home／media 192．168．0．*(ro,sync,no_root_squash)
    添加的內容表示：允許ip地址范圍在192．168．0．*的客戶端以只讀的權限來訪問／home／media目錄。
    然后執(zhí)行如下命令，啟動NFS服務：
    #service portmap start
    #service nfs start
    對于客戶端(Web數碼相框)，在Linux Shell下，執(zhí)行如下命令來進行NFS共享目錄的掛載：
    #mkdir／mnt／NFS
    #mount-tnfs 192．168．0．20：／home／media／mnt／NFS-onolock
    客戶端對本地／mnt／NFS目錄里的多媒體文件進行讀取并顯示，相當于讀取了網絡服務器的／home／media目錄的文件，完成了網絡媒體庫的共享。

4 結束語
    以上內容敘述了基于ARM構架的嵌入式多媒體終端，同時具備了Web數碼相框的基本功能。本設計的創(chuàng)新之處在于把Linux系統(tǒng)強大的網絡功能和S3C2440高效的多媒體處理能力結合起來，構建了高性能、低功耗、低成本的網絡多媒體終端。可以預見在不久的將來，以Web數碼相框為代表的網絡多媒體終端會走進千家萬戶。