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1、第26卷第2期杭州电子科技大学学报Vol.26,No.22006年04月JournalofHangzhouDianziUniversityApr.2006嵌入式多媒体播放器的系统设计与实现马勇,刘顺兰,章坚武(杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018)摘要:随着便携式多媒体播放器在个人数码领域的强劲发展势头,基于各种32位RISC芯片的多媒体解决方案都陆续出台。其中基于SIGMA公司Em8510处理器解决方案以其低价格、低功耗以及强大的多媒体功能独具吸引力。该文以Em8
2、510为CPU建立硬件平台,并在此平台上移植Clinux操作系统,成功建立一种嵌入式系统环境,该系统是多媒体播放器嵌入式软件开发的基础和关键。整个Clinux的移植过程包括内核移植,文件系统的建立和Bootloader的制作。关键词:嵌入式处理器;嵌入式操作系统;移植;多媒体播放器中图分类号:F273文献标识码:A文章编号:1001-9146(2006)02-0060-040引言随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式多媒体播放器的开发成为当前IT产业的焦点之
3、一,呈现了巨大的市场需求。目前国际上各大芯片提供商提出的主流解决方案有3种:(1)Ti公司的DM270/DM275/DM320/DM342/OMAP2420多核多媒体处理器,由ARM、DSP和多媒体硬件加速器组成的方案;(2)Intel以XScalePXA255为中心的示范平台;(3)SigmaDesigns的采用双核设计的Em851x处理器方案。本文中所实现的多媒体播放器嵌入式系统,使用了SIGMA公司的Em8510芯片构建硬件平台,同时使用Clinux作为操作系统。本文首先对此系统硬件平台的
4、设计方法作介绍,然后讨论了Clinux系统的移植过程。1便携式多媒体播放器的硬件结构SigmaDesigns公司的EM8510处理器是一款低成本、高性能、支持多种媒体格式的数字媒体文件处理器,具有精简指令系统和流水线结构,并且外设接口非常完备,多用于嵌入式多媒体处理设备中。EM8510处理器特点如下:32-bit的RISC核心;ARM7体系结构;主频166MHz,可超频到207MHz;双核设计,200MHz32位RISC处理器和MPEG解码处理器集成于单芯片上;32kBcache,8kB片上S
5、RAM;两个时钟,含一个看门狗时钟;支持最大64M内存,最大4MFLASH存储;标准IDE通道;I2S通道,最高数据传输速率为20Mbps;I2C通道(包括主模式和从模式);17个GPIO口。该多媒体播放器的硬件系统设计是以EM8510为CPU,同时此芯片还作为视频文件的硬解压功能模块;音频输入输出部分选用的芯片为WM7831;SDRAM方面,根据系统主处理芯片集成视频处理的特性选择两块2M32位的SDRAM(SAMSUNGK4S643232H-TC60),其中一块作为CPU进行视频处理的专用R
6、AM,另外一块则是嵌入式操作系统与应用软件运行时使用的RAM;由于硬件资源的限制,系统选用了一块4MB的FLASH用来存放嵌入式操作系统和应用软件,其它资料则存储在HARDDISK上。硬件平台的设计结构图如图1所示。收稿日期:2006-01-17作者简介:马勇(1980-),男,山西太原人,在读研究生,嵌入式系统的设计与开发.第2期马勇等:嵌入式多媒体播放器的系统设计与实现61图1嵌入式多媒体播放器的硬件结构框图2Clinux操作系统的移植Clinu
7、x是Lineo公司的主打产品,同时也是开放源码的嵌入式Linux的典范之作,特别适用于那些没有MMU的处理器。本多媒体播放器采用的Em8510处理器属于ARM7系列,无MMU单元,所以要以Clinux来作为操作系统。Clinux的源代码是完全公开的,可以从Clinux的官方网站免费下载。它的核心源代码目录和文件的具体作用可以参阅文献1。2.1操作系统内核的移植[2]Clinux的内核移植可以分为处理器级移植和平台级移植两部分。本文的移植是基于平台的移植,即修改源码使操作系统在运行时可以初
8、始化特定目标板的器件,其中最主要的是FlashMemory,SDRAM等。这些设备在系统启动后必须能够正确寻址。此外可能需要考虑的问题包括,打印终端、串口、以太网设备等。Clinux内核分为体系结构相关部分和体系结构无关部分。修改主要是在体系结构相关部分进[3、4]行。arch目录包含了所有与体系结构相关的核心代码,其下子目录armnommu就是ARM7系列无MMU处理器类处理器的原型,与使用的Em8510芯片类似,因此选取它来修改。另外include目录中也有平台结构相关的部分
