基于嵌入式Linux流媒體播放器系統(tǒng)軟硬件解決方案

　　摘要：本系統(tǒng)選用TQ2440 開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺(tái)，采用嵌入式Linux 操作系統(tǒng)給出流媒體播放器系統(tǒng)具體的軟硬件解決方案，設(shè)計(jì)了一款基于嵌入式Linux 的機(jī)頂盒媒體播放器。完成了其與網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)TS 流的解析實(shí)現(xiàn)，提供了對(duì)主流的MPEG- 2、MPEG- 4、H.264 等格式文件的支持。該系統(tǒng)具有良好的可移植性和可擴(kuò)展性，能夠滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。

　　1 引言

　　計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展使得基于流媒體的多媒體應(yīng)用也被運(yùn)用在多種領(lǐng)域，特別是網(wǎng)絡(luò)可視電話、遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻點(diǎn)播領(lǐng)域。伴隨著計(jì)算機(jī)多媒體壓縮技術(shù)的成熟和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)可靠、多功能、數(shù)字化、操作簡(jiǎn)單的基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化流媒體播放器已成為計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域（3C 產(chǎn)業(yè)-Computer、Communication、Consumer Electronics）技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　本文使用TQ2440 開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺(tái)。

　　S3C2440AL 是控制核心，負(fù)責(zé)控制所有輔助設(shè)備。存儲(chǔ)器采用SDRAM 和Flash 兩種類型，能滿足系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)試的需要。基本端口包括以太網(wǎng)接口、USB 接口、兩個(gè)RS232 的串口。A/D 和D/A 模塊主要用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與控制信號(hào)的輸出。DC/DC 模塊主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。

　　S3C 2440AL 是三星公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的基于精簡(jiǎn)指令集的ARM9 核的CPU， 工作頻率可以達(dá)到400MHz，且具有豐富的內(nèi)部設(shè)備，其中主要包括：存儲(chǔ)器管理單元MMU、16kB 的指令緩沖器和16kB 數(shù)據(jù)緩沖器、存儲(chǔ)器控制器（SDRAM 控制器）、NANDFlash 和NOR Flash 控制器、4 通道的外部DMA 請(qǐng)求控制、3 個(gè)串行口、SD 存儲(chǔ)卡讀取接口、USB 主機(jī)、USB 設(shè)備、5 個(gè)脈寬調(diào)制定時(shí)器。目前，S3C2440AL 已廣泛地應(yīng)用于PDA、智能手機(jī)、數(shù)字多媒體等方面。

　　3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的軟件組成包括：嵌入式Linux 操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、圖形界面和瀏覽器程序，這些只是IPTV 機(jī)頂盒軟件組成的關(guān)鍵部分。

　　3.1 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇及移植

　　本系統(tǒng)采用Linux 作為操作系統(tǒng)，并選用Linux2.6內(nèi)核在嵌入式微處理器S3C2410 上移植，具體移植方法如下：

　?。?）準(zhǔn)備Linux2.6 內(nèi)核移植所必需的文件（內(nèi)核壓縮包linux-2.6.tar.bz2 及交叉編譯器arm -linuxgcc-3.4.1.tar.bz2），這些文件可到Linux 官方網(wǎng)站免費(fèi)下載。

　?。?）利用Linux 命令（mkdir，tar，mv 及export）安裝交叉編譯器arm-linux-gcc-3.4.1.

　?。?）修改Makefile 文件及相關(guān)硬件文件。由于內(nèi)核的編譯是根據(jù)Makefile 文件的指示進(jìn)行的，Makefile 文件來(lái)組織內(nèi)核的各模塊之間的關(guān)系，記錄了各個(gè)模塊之間的相互聯(lián)系和依賴關(guān)系。所以，開(kāi)發(fā)人員要首先修改Linux2.6 根目錄下的Makfile 文件，修改的主要內(nèi)容是目標(biāo)代碼的類型和為編譯內(nèi)核指定一個(gè)編譯器。

　?。?）運(yùn)用Make 命令編譯內(nèi)核生成內(nèi)核鏡像文件zImage 文件，通過(guò)相應(yīng)的固化軟件把這個(gè)文件固化在系統(tǒng)相應(yīng)的存儲(chǔ)器中，完成Linux2.6 內(nèi)核在ARM 微處理器上的移植。

　　3.2 媒體播放器的總體架構(gòu)

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理：在嵌入式微處理器S3C2440AL的控制下，TQ2440 開(kāi)發(fā)板通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口接收來(lái)自內(nèi)容服務(wù)提供商的音視頻廣播信息，之后運(yùn)行圖形界面程序獲取音視頻信息，并在此基礎(chǔ)上生成音視頻節(jié)目清單，將信號(hào)傳至顯示屏進(jìn)行顯示，將節(jié)目呈現(xiàn)給用戶。用戶利用顯示系統(tǒng)提供的圖形界面和瀏覽器使用鍵盤(pán)、鼠標(biāo)進(jìn)行控制，觀看節(jié)目，其總體架構(gòu)如圖1 所示。

　　圖1 媒體播放器的總體架構(gòu)

　　3.2.1 媒體播放器與網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)

　　媒體播放器播放網(wǎng)絡(luò)上的多媒體文件時(shí)最大的特點(diǎn)是邊下載邊播放的“流式”特性。在IPTV 應(yīng)用中，因?yàn)槎嗝襟w數(shù)據(jù)的流式特性需要媒體播放器與媒體服務(wù)器之間進(jìn)行信息交互，所以它們之間須共同遵循一個(gè)交互協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。本系統(tǒng)播放器采用RTSP 協(xié)議與服務(wù)器之間建立及管理RTSP 會(huì)話，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上的媒體數(shù)據(jù)。媒體播放器數(shù)據(jù)接收流程如圖2 所示。

　　圖2 媒體播放器數(shù)據(jù)接收流程