基于嵌入式ARM_Linux的电子相册设计方案.doc

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1、基于嵌入式ARM-Linux的电子相册设计方案1.1电子相册市场成长的必然性（1）市场需求的必然性在上世纪末本世纪初，电子相册呈现迅速发展的势头，普及型数码相机的分辨率由200万象素增长到现在的800—1500万象素，价格也由300美元左右下降到现在的120美元左右。随着数码相机的日益普及，作为一种以数字照片的保存、回放和浏览为核心功能的产品——电子相册自然迎合了消费者的需求。（2）核心器件性能和价格的合理化推动市场的发展电子相册有三大核心器件：处理器，半导体存储器和LCD显示单元。随着ARM的不断发展，电子相册所需要的ARM+Jpeg处理器技术已为许多厂商所拥

2、有，集成了USBHost及卡接口单元的产品也屡见不鲜。Nandflash技术飞速发展，单位容量的价格在过去的六年中约下跌40至50倍。1.2电子相册未来产品的发展1.2.1数码相框数码相框将是以数字照片的重显为主要功能的产品，其功能更接近于传统意义上的相框。由于受到人机界面的限制，为更方便地重显和浏览以及确定重显的规则，这类产品不强调有大容量的存以及丰富的卡接口。主要特征是：（1）USB接口以便更新和同步数据；（2）在某些情况下（如从PC端通过相框的USB接口同步数据时），允许修改数字照片的格式，使其有最佳的重显效果；（3）仅依靠置的半导体存储器存放需要重显的数

3、字照片；（4）文件（照片）查询和播放规则设定非常简洁易用；（5）产品大致分为桌面和壁挂两种。1.2.2电子相册电子相册是以数字照片的存储和浏览为主要功能的产品?由于需要满足跟PC相同的类似功能，这类产品的主要特征是：（1）有大容量的置数据存储器；（2）USB等各种卡接口，并支持部存贮器与各种数据存贮器之间的同步以及相互拷贝；（3）强大的文件管理功能：浏览，搜寻，命名（重命名），复制，删除，备份等；（4）带或不带建显示单元，有能支持其它高分辨率显示设备的接口（如色差，VGA甚至是HDMI）；与其他产品的功能结合的产品形态以及大头贴等产品，用于不在本文所包含的围。1

4、.3目前市场上流行三种系统设计架构1.3.1单芯片解决方案以单芯片的解决方案，以ESS/AMLOGIC/MPX等芯片设计为代表，PHILIP/Sony等品牌厂商也以该方式为主。该方案的优点：（1）结构简单，成本低，芯片功能强大；（2）多媒体的编解码速度快。该方案的缺点：（1）可扩展的余地不足；（2）对读卡部分，某些方案使用硬件实现，不能支持新类型的卡；（3）应客户要求的二次开发比较不方便。1.3.2以DSP+FPGA等硬件为基础，用软件算法实现功能这种方案，是以DSP来实现多媒体部分的编解码算法，再由FPGA实现显示输出格式的算法转化；读卡部分，文件系统部分由D

5、SP软件处理，外围设备大的驱动由DSP的软件算法实现。这种方案的优点：功能扩展升级性强，软件实现读卡部分，新的类型卡，外围设备可以通过升级方式实现。这种方案的缺点：（1）整体成本比较大；（2）客户二次开发难度大。DSP和FPGA的算法实现需要专业人员；（3）显示输出由FPGA实现，该类输出大部分是数字的输出，模拟输出支持比较弱。1.3.3ARM9核心方案以ARM9等强大的CPU为核心，以WINCE、LINUX等操作系统为软件核心架构系统。此方案以ARM如S3C2410、Intelxscale等强大的嵌入式CPU为架构，速度在200M-300MHZ。嵌入WINCE

6、、LINUX等操作系统，实现多媒体的编解码。该方案的优点：（1）系统芯片功能强大，实现的功能多，对于新的多媒体格式支持好，只需要安装更新的软件；（2）硬件电路简单；（3）二次开发容易实现。该方案的缺点：（1）成本较大，该类强大的CPU一般使用在PDA等嵌入式领域；（2）比较耗电，使用软件解码功耗与频率相关性很大。2硬件设计方案本设计选用的是第三种方案：以ARM9CPU_S3C2410为核心，以Linux操作系统为软件核心架构。基于ARM的微处理器具有低功耗、低成本、高性能等特点，ARM采用RISC（精简指令集计算机）架构和流水线结构，使用了大量的寄存器，具有极高

7、的工作效率。其中，RISC架构具有如下特点：固定长度的指令格式，指令归整、简单，基本寻址方式只有2~3种，使用单周期指令，便于流水线操作。ARM微处理器按性能分为以下系列：ARM7，ARM9，ARM9E，ARM10E，SecureCoreXscale。ARM支持两种类型的指令集：一种是32位的ARM指令，以字对准保存；另一种是16位的Thumb指令，半字对准保存。ARM具有7种工作状态：USR：正常的程序执行状态FIQ：用于高速数据传输或通道处理IRQ：用于通用的中断处理SVC：操作系统使用的保护模式ABT：用于虚拟存储及存储保护UND：当出现未定义指令终止时进

8、入该模式SYS：运行具有