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1、总第128期西部探矿工程seriesNo.1282006年第12期WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERINGDec.2006文章编号:1004—5716(2006)12—0223—03中图分类号:TN961文献标识码:B基于S3C2410的MP3播放器的设计与实现112张春龙,王飞,魏洪兴(1.北京邮电大学,北京100876;2.北京航空航天大学,北京100083)摘要:以ARM9系列处理器中的S3C2410为中心,介绍了2410和Flash、存储器、JTAG、D/A以及串口等周边器件的连接。根据ARM-Linux操作系统介绍了嵌入式系统Boot
2、loader、内核、文件系统等的制作和使用。说明了MP3播放软件的编译和使用方法。关键词:嵌入式系统;ARM;Linux;MP31MP3的解码技术及系统设计频放大器、FLASH存储器。所设计的MP3播放器以CPUMP3是MPEGLayer3的缩写,它是一种音频文件压缩方S3C2410为中心,包括D/A转换与音频放大,SDRAM,FLASH法。MPEG由音频和视频两部分组成,分别对音频和视频进行存储器,以及其他一些调试用的外围电路。解码部分由软件完压缩。MPEG在音频压缩上分为MPEGLayer1、MPEGLayer2、成。我们设计的MP3采用USBHost结构,使用时
3、需插U盘。MPEGlayer3,其中MP3具有最高的压缩比12∶1。音频信号的系统总体结构如图1所示:频率范围是20Hz～20kHz,在音频信号被数字化采样时,根据Nyquist采样定理,采样频率必须在实际声音最高频率的2倍以上。CD音频的采样频率为44.11kHz、16位量化、双声道。要获得CD音质的立体声,每秒钟的数据量将超过114Mbit。采用MP3压缩的数据量可以缩小到1/12,音质却没有多少损失,如果再进一步压缩到数据量的1/24或者更多,依然可以维持相当好的音质,比起通过降低采样频率、缩短采样深度的方法要好得多。在MPEG音频编码的3种模式中,以MP3的功
4、能为最好,在同样的音质条件下,MP3需要的数据量最小;在同样的数据量下,MP3音质最好。对MP3文件进行解码可以采用软件解码和硬件解码两种图1系统总体结构图方法。硬件解码实现简单,但需增加硬件成本。软件解码需占用大量CPU时间,实现难度较大,但硬件成本低、处理灵活、只要2硬件设计MCU有足够的处理速度,将是一种很好的选择。表1列出了几处理器:硬件电路以处理器为中心。Samsung公司的种硬件解码的解决方案。ARM9处理器———S3C2410X,是一款基于ARM920T内核的16位/32位RISC嵌入式处理器。ARM920T核由ARM9TDMI、存表1硬件解码的解决方案
5、储管理单元(MMU)和高速缓存三部分组成。其中MMU可以USBDeviceMP3解D/A转换与Flash管理虚拟内存,高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速内容CPU接口芯片码芯片音频放大芯片存储器Cache组成。S3C2410芯片集成了大量的功能单元:(1)内部方案1AT89C51SND1CS4330A+双路功放K9F28081.8V,存储器3.3V,外部IO3.3V,16KB数据CACHE,16KB指方案2PIC16C64PDIUSBD12MAS3507DDAC3550令CACHE,MMU;(2)内置外部存储器控制器(SDRAM控制和方案3AVR8515P
6、DIUSBD12STA013CS4330A+双路功放芯片逻辑选择);(3)三个通用异步串行端口,2通道SPI;(4)一个多主IIC总线,一个IIS总线控制器;(5)两个USBHOST,一个现在,嵌入式系统已经进入32位时代,微处理器的高速发展USBDEVICE(Ver1.1);(6)四个PWM定时器和一个内部定时为软件解码扫清了道路。ARM系列处理器,具有小体积、低功器。(7)117个通用IO;(8)24个外部中断;(9)电源控制模式:耗、低成本、高性能的特点,是嵌入式微处理器的理想选择。我们标准、慢速、休眠、掉电。电路连接见图2、图3、图4。选用三星公司生产的ARM
7、9处理器S3C2410和CS4331+双路SDRAM:随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory)功放。相比于上面三种硬件解码方案,ARM9处理器运算快,功是易失性的存储器,在掉电以后数据即消失,不能长期保存。但耗低,可以运行嵌入式操作系统,处理速度足够软件解码,扩充性与ROM器件不同的是,它的随机读写速度非常快,写入数据之好,是目前理想的解决方案。前也不需要进行擦除,常用的RAM分为SRAM(静态RAM)和MP3主要组成部分是:CPU、MP3解码部分、D/A转换与音DRAM(动态RAM),我们这里采用SDRAM(同步动态RAM),D
