嵌入式網(wǎng)絡(luò )收音機的ARM實(shí)現

收音機作為接收廣播的工具，經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的發(fā)展過(guò)程，由單波段發(fā)展到多波段，由電子管，晶體管發(fā)展到集成電路，由機械調諧發(fā)展到數字調諧功能等，其技術(shù)和品質(zhì)都有了長(cháng)足的進(jìn)步。

　　如今，在收音機這個(gè)家族中新的成員也在不斷加入,如衛星廣播接收機等。當社會(huì )進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )時(shí)代后，更是出現了網(wǎng)絡(luò )收音機這種跨越全球的信息接收設備。但是，目前這種網(wǎng)絡(luò )收音機大多是通過(guò)基于PC機上的軟件開(kāi)發(fā)來(lái)實(shí)現的其功能的，也就是說(shuō)這種網(wǎng)絡(luò )收音機不能脫離電腦這種相對比較大的和比較昂貴的設備。為了克服PC機形式的網(wǎng)絡(luò )收音機的缺點(diǎn)，本文研究了一種基于ARM的嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )收音機的設計方案。

該方案以ARM處理器及其外圍模塊作為硬件平臺,以嵌入式Linux作為操作系統，以Mplayer作為網(wǎng)絡(luò )播放軟件，再配合設計的用戶(hù)應用程序，共同實(shí)現了嵌入式網(wǎng)絡(luò )收音機的全部功能。這種設計方法在網(wǎng)絡(luò )收音機的設計史上是一個(gè)創(chuàng )新。同時(shí)，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的高速發(fā)展，該設計將具有極好的市場(chǎng)應用前景。

本文作者創(chuàng )新點(diǎn):

　　1、首次提出了用嵌入式技術(shù)設計網(wǎng)絡(luò )收音機的系統設計方案，極具創(chuàng )新特點(diǎn)。

　　2、實(shí)現了Mplayer軟件在Linux系統平臺下向ARM9的移置。

　　1系統的結構及工作原理

　　系統的層次結構如圖1所示。系統以S3C2410及其外圍電路為硬件平臺，以嵌入式Linux和設備驅動(dòng)程序作為系統的軟件平臺，為上層Mplayer播放器和用戶(hù)應用程序提供用戶(hù)接口支持[1]。在這三層結構的支持下，共同來(lái)實(shí)現嵌入式網(wǎng)絡(luò )收音機的全部功能。

　　圖1 系統層次結構圖

　　系統的硬件結構框圖如圖2所示。本系統選用的ARM處理器是Sumsing(三星)公司的一款ARM9系列的芯片，型號為S3C2410。網(wǎng)卡芯片采用的是Cirrus Logic公司的一顆網(wǎng)絡(luò )處理芯片CS8900。FLASH芯片采用的是 K9F5608，用來(lái)存儲啟動(dòng)引導程序U-boot、內核及文件系統，SDRAM芯片采用的是HY57V281620，作為該系統的內存。16*4的字符型液晶顯示模塊用來(lái)顯示網(wǎng)絡(luò )電臺、音頻文件名等相關(guān)信息。音頻D/A轉換芯片選用的是飛利浦公司的UDA1341芯片，該芯片具有IIS接口，可以方便的與S3C2410連接。

　　圖2 系統硬件結構框圖

　　系統在Linux提供的TCP/IP協(xié)議的支持下，通過(guò)應用程序和Mplayer控制，經(jīng)過(guò)網(wǎng)卡連接到internet上指定的網(wǎng)絡(luò )電臺服務(wù)器，下載網(wǎng)絡(luò )電臺列表。系統支持在按鍵的控制下的網(wǎng)絡(luò )電臺選擇和LCD上顯示電臺信息等功能。Mplayer解析出選中的電臺的IP地址后，再連接到要收聽(tīng)的電臺的網(wǎng)站，系統便可以接收并解析出該網(wǎng)站發(fā)出的流媒體數據。系統將接收到的流媒體數據保存到SDRAM中。之后，經(jīng)過(guò)Mplayer的解碼，送到音頻D/A轉換芯片，即可收聽(tīng)到該網(wǎng)絡(luò )電臺播放的聲音等信息。

　　2 系統的硬件設計

　　2.1 S3C2410

　　本系統的硬件核心平臺采用的是Samsung 公司的處理器S3C2410。該處理器內部集成了ARM 公司ARM920T 處理器核的32 位微控制器,資源豐富,帶獨立的16KB 的指令Cache 和16KB 數據Cache、MMU虛擬內存管理單、LCD 控制器、RAM控制器、NAND 閃存控制器、3 路UART、4路DMA、4 路帶PWM的Timer、并行I/O 口、8 路10 位ADC、Touch Screen 接口、I2C 接口、I2S 接口、2 個(gè)USB接口控制器、2 路SPI,主頻最高可達203MHz[2]。其內部結構如圖3所示。

　　圖3 S3C2410內部結構圖

　2.2 網(wǎng)絡(luò )接口

　　系統的網(wǎng)卡芯片采用Cirrus Logic公司的一種局域網(wǎng)處理芯片CS8900，該芯片內部集成了RAM、10BASE-T收發(fā)濾波器，并且提供8位和16位兩種接口。其片選信號連接到S3C2410的nGCS1，因此網(wǎng)卡的地址空間映射到0X08000000~0X0FFFFFFF。在Linux內核中，一般都含有CS8900的驅動(dòng)程序，使用時(shí)只需修改驅動(dòng)與處理器的地址映射關(guān)系，并在配置內核的Device Driver選項中，選中CS8900項。

　　2.3 SDRAM存儲器

　　本設計的SDRAM采用的是HY57V281620芯片。該芯片是一個(gè)數據寬度為16BIT，容量為16M字節的SDRAM。HY57V281620與S3C2410的連接圖如圖4所示。

　　圖4 HY57V281620電路圖

　　HY57V281620的ncs引腳接到處理器的nGCS6。由于在處理器的存儲空間中，字節是存儲容量的唯一單位。而HY57V281620的數據寬度為16位，它的每一個(gè)存儲單元都包含2個(gè)字節。因此HY57V281620的A0引腳接到了S3C2410處理器的地址線(xiàn)ADDR01上面。 HY57V281620的容量為16MB，因此它需要ADDR00~ADDR23共24跟地址線(xiàn)來(lái)尋址，所以，BA0~BA1引腳應該接到ADDR22~ADDR23地址線(xiàn)上。