嵌入式Linux下基于ARM9的媒体播放的设计

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 现在大多数嵌入式设备都要求实现音视频的播放功能。ARM9+Linux在嵌入式系统中应用广泛,因此,这里提出一种嵌入式Linux下基于ARM9的多媒体播放系统。

1 播放器系统平台

播放器的嵌入式Linux系统的层次结构如图1所示。硬件上电后,CPU的程序指针首先指向一个特定的存储器地址,该地址一般存放Boot-loader,Bootloader在CPU和内存初始化后,把Linux内核从ROM设备中解压到内存,然后程序指针跳转到内核在内存的起始位,由Linux内核继续完成剩下的系统引导。内核在重新初始化系统后,就加载根文件系统,运行用户应用程序。图2为开发系统硬件设计框图。


系统硬件平台的核心处理器为S3C2410X,微处理器是一款由Samsung公司为手持设备设计的低功耗、高度集成的基于ARM7TDMI核的微处理器。为了降低系统总成本和减少外围器件,这款芯片中还集成有:16 KB指令Cache、16 KB数据Cache、MMU、外部存储器控制器、LCD控制器(STN和TFT)、NAND Flash控制器、4个DMA通道、3通道UART、1个12C总线控制器、1个I2S总线控制器,以及4通道PWM定时器和1个内部定时器、通用I/O口、实时时钟、8通道10位ADC和触摸屏接口、UsB主、USB从、SD/MMC卡接口等。该处理器广泛应用于PDA、移动通信、路由器和工业控制等领域。

软件系统设计必须与硬件平台紧密结合。S3C2410采用NAND Flash作为整个系统的程序存储区域,在系统启动时通过片上ROM的Bootload-er程序,从NAND Flash加载并执行外部引导程序来实现整个系统的启动步骤,整个软件系统采取图3所示的设计结构。

 

2 madplay MP3播放器的移植

2.1 系统部分代码

madplay主程序头文件信息数据结构如下:


2.2 安装及编译

本系统需要madplay源代码以及libid3tag库和libmad库,这里采用madplay-0.15.1b.tar.gz、libid3tag-0.15.1b.tar.gz和libmad-0.15.1b.tar.gz,另外libid3tag库编译时需要zlib库。将文件拷贝到/home/cvteeh/jx2410/examples。其安装后的目录为:

其中,install目录是libid3tag和libmad库安装后的安装目录,madplay编译时必须正确指定该目录下的include和lib子目录为其inclu-de搜索目录和库文件搜索目录;libid3tag-0.15.1b为libid3tag库的源代码目录;libmad-0.15.1b为libmad库的源代码目录;libz为li-bz库安装目录,libid3tag库编译时使用;madplay-0.15.1b为madplay源程序目录;mkall为编译脚本。

在该目录下直接执行以下语句:
[root@localhost madplay]#./mkall
该脚本将编译libid3tag库、libmad库以及madplay。编译成功后在madplay-0.15.1b目录下生成madplay文件即为MP3播放器程序。

编译成功后将在madplay目录下生成mplayer文件,该文件为mplayer媒体播放程序:
[root@localhost madplay-0.15.1b]#cp madplay/tftpboot
下载运行。启动ARM9+Linux平台,用U盘中的MP3音频文件zgl.mp3,系统使用该文件进行测试:

将耳机插入SPK座,如果正常的话将听到歌声。

3 mplayer媒体播放器的移植

mplayer只支持16 bpp以上图形显示,而不支持8 bpp图形显示,因此,当mplayer程序运行在LCD配置为STN的教学系统时,只能播放声音,不能显示图形,而在LCD配置为TFT的教学系统时,既可以播放声音,又能显示图形。

以下为音视频同步代码

安装及编译结果如下:

在MPlayer-0.93目录下有一个脚本文件:mkall,这个文件为编译脚本。在该目录下直接执行:
[root@localhost MPlayer-0.93]#./mkall
该脚本将配置并编译mplayer,下面是该脚本所进行的配置和编译命令:

编译成功后将在MPlayer-0.93目录下生成mplayer文件,该文件为mplayer媒体播放程序。
[root@localhost MPlayer-0.93]# cp mplayer/tftpboot
下载运行。启动ARM9+Linux平台,用U盘中的mpeg视频测试。

将耳机插入SPK座,观察LCD显示器。测试系统是否有音视频输出。

4 结束语

本系统设计具有很好的移植性,其实现过程和核心的代码对同类应用有很好的通用性,只需要较小的修改就能移植到不同的操作系统和平台上,可以广泛使用在各种嵌入式系统中,如PDA,智能手机等方面,并具有较高的经济价值。该设计方案具有低耦合、高内聚、可扩展、可移植等良好特点,支持编码格式为MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3和MPEG-4等多媒体文件。

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