基于嵌入式Linux流媒體播放器系統軟硬件解決方案

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

　　1 引言

　　計算機多媒體技術(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用也被運用在多種領(lǐng)域，特別是網(wǎng)絡(luò )可視電話(huà)、遠程監控、視頻點(diǎn)播領(lǐng)域。伴隨著(zhù)計算機多媒體壓縮技術(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、數字化、操作簡(jiǎn)單的基于計算機網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)和多媒體應用的網(wǎng)絡(luò )化流媒體播放器已成為計算機、通信、消費電子產(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 系統硬件設計

　　本文使用TQ2440 開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺。

　　S3C2440AL 是控制核心，負責控制所有輔助設備。存儲器采用SDRAM 和Flash 兩種類(lèi)型，能滿(mǎn)足系統運行和調試的需要?；径丝诎ㄒ蕴W(wǎng)接口、USB 接口、兩個(gè)RS232 的串口。A/D 和D/A 模塊主要用于現場(chǎng)數據的采集與控制信號的輸出。DC/DC 模塊主要負責整個(gè)系統的供電。

　　S3C 2440AL 是三星公司設計開(kāi)發(fā)的基于精簡(jiǎn)指令集的ARM9 核的CPU， 工作頻率可以達到400MHz，且具有豐富的內部設備，其中主要包括：存儲器管理單元MMU、16kB 的指令緩沖器和16kB 數據緩沖器、存儲器控制器（SDRAM 控制器）、NANDFlash 和NOR Flash 控制器、4 通道的外部DMA 請求控制、3 個(gè)串行口、SD 存儲卡讀取接口、USB 主機、USB 設備、5 個(gè)脈寬調制定時(shí)器。目前，S3C2440AL 已廣泛地應用于PDA、智能手機、數字多媒體等方面。

　　3 系統的軟件設計

　　系統的軟件組成包括：嵌入式Linux 操作系統、設備驅動(dòng)程序、圖形界面和瀏覽器程序，這些只是IPTV 機頂盒軟件組成的關(guān)鍵部分。

　　3.1 嵌入式操作系統的選擇及移植

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

　?。?）準備Linux2.6 內核移植所必需的文件（內核壓縮包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。由于內核的編譯是根據Makefile 文件的指示進(jìn)行的，Makefile 文件來(lái)組織內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(lài)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，修改的主要內容是目標代碼的類(lèi)型和為編譯內核指定一個(gè)編譯器。

　?。?）運用Make 命令編譯內核生成內核鏡像文件zImage 文件，通過(guò)相應的固化軟件把這個(gè)文件固化在系統相應的存儲器中，完成Linux2.6 內核在A(yíng)RM 微處理器上的移植。

　　3.2 媒體播放器的總體架構

　　系統實(shí)現原理：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?xún)热莘?wù)提供商的音視頻廣播信息，之后運行圖形界面程序獲取音視頻信息，并在此基礎上生成音視頻節目清單，將信號傳至顯示屏進(jìn)行顯示，將節目呈現給用戶(hù)。用戶(hù)利用顯示系統提供的圖形界面和瀏覽器使用鍵盤(pán)、鼠標進(jìn)行控制，觀(guān)看節目，其總體架構如圖1 所示。

　　圖1 媒體播放器的總體架構

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

　　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 應用中，因為多媒體數據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)議標準。本系統播放器采用RTSP 協(xié)議與服務(wù)器之間建立及管理RTSP 會(huì )話(huà)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò )上的媒體數據。媒體播放器數據接收流程如圖2 所示。

　　 圖2 媒體播放器數據接收流程