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1、892008年11月1引言随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术也随之提高。目前，嵌人式系统已广泛用于信息家电、移动通信、工业控制、军事电子等领域。嵌入式 M P 3 音频点播系统是一种基于局域网、具有交互功能的点播系统。它能通过局域网与控制中心进行双向传输，不仅可从局域网下载播放 M P 3 的歌曲，也可扩展 U S B接口，利用现有的移动存储设备实现音频数据的存储和备份。2系统功能及实现方案嵌入式系统由底层硬件、设备驱动、操作系统、应用中间软件及应用系统 5 部分组成 1。基于嵌入式系统的M P 3 音频点播系统可广泛用于卡拉 O K厅、语音教室和公共广播等许多场所，它由一个网络
2、服务器和多个客户端播放器组成，是基于局域网的 C/S 结构的点播系统。首先存服务器中存储丰富的歌曲，用户可通过播放器自带的网络功能登陆服务器，以获取歌曲进行播放，同时该点播系统也可通过 U S B存储设备播放本地歌曲，也可将服务器上的音乐下载到本地 U S B存储设备上。服务器端采用 Wi n d o w s 操作系统的 P C机作为服务器。客户端采用 L i n u x 作为操作系统，采用 S 3 C 2 4 1 0 作为处理器。选 M i n i Gui编写控制界面，并通过 s o c k e t 编程与一种嵌入式 MP 3音频点播系统的设计与实现伍兴艳，皮亦呜电子科技大学电子工程学院 四
3、川 成都 610054摘 要：介绍一种基于 S3C2410 处理器和嵌入式 Linux 系统的 C/S 结构音频点播系统，将 MP3 音频文件集中存储在网络 FTP 服务器上或本地 U 盘内，利用自主开发的 MP3 播放终端进行点播。重点介绍了基于 MiniGui 的嵌入式 MP3 播放终端设计，给出了系统结构、硬件电路、软件流程及软件程序的编写。同时介绍了如何使用 MiniGui 编写界面。该音频点播系统可广泛用于卡拉 OK 厅、语音教室和公共广播等场所。关键词：网络，服务器，播放器，处理器，终端/音频点播系统，嵌入式系统，MiniGuiDesign and implement of an
4、embedded MP3 audio-on-demand system WU Xing-yan,PI Yi-mingSchool of Electronic Engineering,University of Electronic Science Technology of China,Chengdu 610054,ChinaA b s t r a c t：This paper introduces the design of C/S structure audio-on-demand system based on S3C2410 processor and embedded Linux o
5、peration systemThe MP3 audio files are collected and stored in net FTP server or local USB memmory，and used MP3 play to audio on demandThe design of embedded MP3 play based on Mini-Gui is presented.This paper provides the system structurethe hardware and software design elieuitThis system can be wid
6、ely used in many locations such as KTV and audio classroomK e y w o r d s：network,server,player,processor,terminal/audio-on-demand system,embedded system,Mini-Gui902008年11月服务器连接。M P 3 播放终端服务器与客户端之间采用 F T P（F i l e T r a n s f e r P r o t o c o l）网络通信协议传递数据，常用的F T P服务器为 S e r v e r U。3系统硬件设计S 3 C 2 4
7、 1 0 内部集成有 A R M 9 2 0 T内核和常用外围组件。由于它是一款专为手持设备设计的低功耗处理器，因此可以降低手持设备成本，具有较高的性价比。该系统采用模块化设计思想，依据功能可划分为网络、存储、解码、触摸屏、按键、电源、U S B接口、U A R T接口等模块，其硬件结构如图 1 所示。因此系统中 S D R A M主要用作程序的运行空间、数据及堆栈区。3.3 解码模块决定 M P 3 音质的关键是主控解码器件中的数模转换器（D A C）单元和耳机功率放大器单元。D A C负责把解码的数字音频流转换成可驱动耳机发音的模拟音频信号；耳机放大器则可把模拟音频信号放大到可驱动耳机的功
8、率。该系统选用的解码器是 U D A l 3 8 0。S 3 C 2 4 1 0 则通过 I 2 S 总线与解码器 U D A l 3 8 0 通信。3.4 网络模块S 3 C 2 4 1 0 自身并没有网络控制器，接入以太网时需增加独立的以太网控制器，在此选用 D M 9 0 0 0 作为以太网控制器。该器件具有通用的处理器接口、1 0 M/1 0 0 M自适应、4 K双字节静态存取存储器、低功耗、高处理性能，可支持 3.3 V 5 V的容差。4系统软件设计该音频点播系统选用 L i n u x 操作系统，其软件结构如图 2 所示。从软件角度看，嵌入式 L i n u x 操作系统分为引导加
9、载程序、内核、文件系统及用户应用程序 4 部分。其一用于完成初始化 R A M、初始化串口、设置 L i n u x 启动参数、调用 L i n u x 内核映像等功能 2；其二为特定于具体硬件的定制内核以及控制内核引导系统的参数；其三为含根文件系统和建立 F l a s h 存储器设备上的文件系统；其四为特定于用户的应用程序，即为播放程序。图 1 硬件结构图3.1 处理器模块 S3C2410它的功能和特性如下：具有较高的处理速度，通过内部锁相环，最高可在 2 0 3 M H z 的系统时钟下运行；具有极低的功耗，其核心供电电压为 1.8 V，外围 I/O口使用3.3 V电压；具有 3 种低功
10、耗控制方式，甚至可关闭 C P U中除唤醒逻辑外的所有功能，极大地降低了功耗；与其他 A R M器件相比，S 3 C 2 4 1 0 片上集成了更多的外设接口，如外部存储控制器、L C D，D M A，U S B 1.1，S D，M M C卡控制器、U A R T，S P I 接口、I 2 C总线控制器和 I 2 S 总线控制器，I 2 S 音频接口，P WM定时器，看门狗，1 1 7 个外部I/O口，2 4 个外部中断源，A/D转换器和触摸屏接口、实时时钟及片上 P L L的时钟产生等。使用集成接口，有利于功能的扩展 3。3.2 存储模块存储模块由一片 6 4 M B的 S D R A M和
11、两片 1 6 M B的F l a s h 组成，可为系统提供足够的存储空间。F l a s h 存储器是一种可在系统电擦写，掉电后信息不丢失的存储器。与F l a s h 存储器相比，S D R A M不具有掉电保持数据的特性，但存取速度大大高于 F l a s h 存储器，且具有读/写特性。图 2 客户端系统软件结构图4.1 文件系统因为系统需要一种以结构化格式存储和检索信息的方法。所以需要文件系统的参与。L i n u x 下的常用文件系统由 R A M D I S K，J F F S 2，C R A M F S 等组成。所谓文件系统就是用户程序与文件的集合。在 L i m u x P C
12、机上存放到一912008年11月个统一的目录下，然后通过工具打包成一个映象（i m a g e）文件，通常为压缩过程，烧写到板子上后，待 L i n u x 内核完成启动后，逐个挂接这些文件系统映象文件并做解包工作。当然第一个挂接的就是根文件系统（r o o t f），待 r o o t f提供 S h e l l 后，即可通过 S h e l l 命令 m o u n t 来挂接其他文件系统（F S）了。该系统设计选用 R A M D I S K文件系统。R A M D I S K文件系统的特点是：当 L i n u x 内核运行时都会把文件系统数据块的信息拷贝到 S D R A M中，即相
13、当于在 S D R A M中划出一块区域模拟 P C机的硬盘。既然在 S D R A M中，当然是可读可写的，断电后则无法保存相关信息。R A M D I S K中的重要目录：(1)/b i n：保存大多数 i n i t，b u s y b o x，s h e l l 文件管理实用程序等二进制文件。(2)/d e v：包含用在设备中的所有设备节点。(3)/e t c：包含系统的所有配置文件。(4)/l i b：包含所有必须的库，如 l i b c，l i b d l 等。4.2 用户应用程序应用程序负责与服务器网络通信，向服务器发送请求、下载歌曲、播放歌曲，并对整个播放过程进行控制管理。通过
14、2 4 0 3 2 0 T F T 触摸式彩屏L C D 把信息呈现给用户，用户可通过触摸屏和按键向系统发送请求。系统播放终端程序简要流程见图 3。应用程序主要分为主程序 m a i n p l a y.c 和 M p 3 p l a y，F t p l i b，S o n g _ s e l e c t，S o n g _ l i s t，C o n f i g _ d a t a 这 5 个模块。m a i n p l a y.c 主要用于生成主界面和下级界面、各菜单的管理、接收和传递用户的请求，并调用各模块完成相应的任务。设计中采用 M i n i G u i 实现界面编程。M i n
15、i G u i 是一个图形用户界面支持系统，键盘和鼠标动作，产生由应用程序不断轮询的事件，这些事件发送到具有焦点的窗口，而且应用程序把这些事件交由与该窗口联系的例程来处理 4。，和 是 所有的 M i n i G u i 应用程序都必须包括的大文件。M i n i G u i 程序的入口点为 M i n i G U I M a i n。3 实验结果图 4 给出使用模板匹配的跟踪图。在第 1 和第 1 5 0 帧时，目标处于稳定跟踪状态。但在一定干扰的情况下，在第 2 2 5 和第 3 0 0 帧时，目标跟踪偏离中心位置。图 3 播放终端程序简要流程图图 4 使用变模板匹配的跟踪图图 5 给出使
16、用变模板匹配后的跟踪效果图。可见，目标在受到一定干扰的情况下，仍能实现稳定的目标跟踪。由实验结果可知，在目标受到外界干扰的情况下，如光照强度不均匀，目标姿态发生变化时，采用变模板的方法可有效地解决传统模板匹配中目标偏离问题。4结论采用变模板方法改进传统的模板匹配方法，主要的改进策略是模板更新及其位置预测。在使用这些改进策略后能够很好地解决在跟踪过程中遇到的问题。参考文献1 马颂德，张正友计算机视觉 M北京：科学出版社，1998922008年11月2倪军，袁家虎，吴钦章，等序列图像中跟踪目标的一种简单算法 J半导体光电，2005(26)：140-1423朱永松，国澄明基于相关系数的相关跟踪算法研
17、究 J中国图像图形学报，2004.9(8)：963-9674任仙怡，廖云涛，张桂林，等一种新的相关跟踪算法研究J中国图像图形学报，2002，7(6)：553-5575王艳萍实时视频图像相关跟踪的算法的改进与实现 J舰船科学技术200426(3)：57-626 Ashwanden PMethods for real-time tracking ofuncooperative Targetsprocof intconfonacoustics，speechandSignalProcessingCIEEE，1989(3)：1560-1563作者简介伍兴艳（1 9 8 5-），女，四川乐山人，硕士研究生
18、。研究方向：嵌入式技术及应用、软件自动化测试框架。转载自国外电子元器件2 0 0 8 年（第1 0 期）图 5 使用变模板匹配的跟踪图对于便携式应用，如果用户不改变系统设置（通常是亮度控制），那么一个显示器总是消耗同样多的能量。在室外等特别亮的区域，用户倾向于提高显示器的亮度，这就会增加系统的功耗。而当条件变化时，如进入建筑物，大多数用户都不会去改变设置，因此系统功耗仍然保持很高。但是，通过使用一个光传感器，系统能够自动检测条件变化并调节设置，以保证显示器处于最佳的亮度，进而降低总功耗。在一般的消费类应用中，这也能够延长电池寿命。对于移动电话、笔计本电脑、P A D和数码相机，通过采用环境光传
19、感器反馈，可以自动进行亮度控制，从而延长了电池寿命。感应环境光并不是一个新的构想。在数十年前就已经利用光电二极管和光敏电阻来实现这一构想。所谓新构想，是指对环境光感应的同时还能消减无用的红外线和紫外线光，而且在支持汽车规格 A E C Q-1 0 0 0 严格要求的同时还可以实现小封装，尤其是能够保证在-4 0 至+1 0 5 （2 级）温度范围内的操作，以满足其余的规格要求。如何保持工作质量标准并满足 A E C Q-1 0 0 0 的 2 级工作要求，这是当今在所有光设计解决方案中所面临的挑战。采用一个光传感器或 L E D发射器或接收器时，任何的光学解决方案都会面临着暴露在恒定高温下（+
20、8 5 度）而出现的封装变色问题（会变暗或变成淡黄）。同样值得一提的是，到目前为止，所有环境光传感器的应用都限于车舱内，在发动机舱或户外环境中还没有出现光传感器应用。事实上，即使出现了这样的应用，光学封装也不是针对这样的苛刻条件（+1 2 5 或+1 5 0 的条件）而设计。因此，在当前的光学封装技术下，它们很可能还不能够承受这样的条件。但如果汽车市场确定了在汽车发动机舱内对于光传感器的需求，相信光传感器厂商定会想出办法加以支持。本文小结半导体相似传感器和封装开发的最新进展使得终端用户在光传感器上具有更广泛的选择。小封装、低功耗、高集成和简单易用性是设计者更多地采用光传感器的原因，其应用范围涉及消费类电子、工业应用以及汽车领域。（来源：国际电子商情网）（上接P 8 4）