基于Linux NFS的Web數(shù)碼相框設(shè)計(jì)基于Linux NFS的Web數(shù)碼相框設(shè)計(jì)

摘要：本文介紹了一種基于Linux嵌入式系統(tǒng)的新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼相框設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)方案采用S3C2440為核心的嵌入式系統(tǒng)，構(gòu)建了基于Linux的網(wǎng)絡(luò)多媒體共享文件系統(tǒng)，詳細(xì)論述了此Web數(shù)碼相框系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方案具有一定的實(shí)用性。
關(guān)鍵詞：ARM；S3C2440；網(wǎng)絡(luò)；數(shù)碼相框；NFS；Linux操作系統(tǒng)

O 引言
    隨著數(shù)碼相機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的普及，越來(lái)越多的家庭擁有自己的媒體庫(kù)。媒體庫(kù)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(guò)PC來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此未來(lái)構(gòu)建以媒體庫(kù)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(lái)，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(chǎng)上常見(jiàn)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。基于ARM920T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(kāi)源免費(fèi)的，可大大降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本。Linux2．6操作系統(tǒng)遵守GPL開(kāi)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(kāi)發(fā)難度，縮短開(kāi)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(mǎn)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(jiǎn)單(圖2)。LCD接口用一個(gè)41Pin插座，包含了常見(jiàn)LCD所用的大部分控制信號(hào)(行場(chǎng)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。

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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(jiàn)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(kāi)發(fā)帶來(lái)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(jiàn)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(guò)于簡(jiǎn)單，實(shí)用性較差，后續(xù)開(kāi)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(kāi)源免費(fèi)的操作系統(tǒng)，不適用于低成本的消費(fèi)類(lèi)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(kāi)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(kāi)源軟件包可供使用，方便了后期開(kāi)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(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)的支持，用戶(hù)可以在本地系統(tǒng)上像操作本地分區(qū)一樣來(lái)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(lái)說(shuō)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(hù)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(lái)提供NFS服務(wù)，同時(shí)它也作為多媒體網(wǎng)絡(luò)的媒體庫(kù)。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(hù)端。借助NFS客戶(hù)端Web數(shù)碼相框能隨時(shí)讀取媒體庫(kù)中共享出來(lái)的多媒體文件。
3．3 NFS的簡(jiǎn)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(hù)端作簡(jiǎn)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(hù)端以只讀的權(quán)限來(lái)訪問(wèn)／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(hù)端(Web數(shù)碼相框)，在Linux Shell下，執(zhí)行如下命令來(lái)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(hù)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(kù)的共享。

4 結(jié)束語(yǔ)
    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(lái)，構(gòu)建了高性能、低功耗、低成本的網(wǎng)絡(luò)多媒體終端。可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，以Web數(shù)碼相框為代表的網(wǎng)絡(luò)多媒體終端會(huì)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。