基于32位RISC嵌入式处理器的流媒体携带式系统的设计（1） 处理器, 流媒体, 嵌入式, 接口

yuyang911220

基于32位RISC嵌入式处理器的流媒体携带式系统的设计Design and Implementation of Embedded System for Portable Streaming Media Applications 摘要：本文提出了基于32位的RISC嵌入式处理器的流媒体携带式系统的设计及改进。该系统以32位的嵌入式处理器Intel PXA270处理器为设计的硬件平台，以嵌入式Linux操作系统为软件平台，并且对处理器PXA270的I/O接口以及视频解码端口进行改进，使其支持PCI总线协议。本文论述了系统的硬件和软件模块的设计，以及采用FPGA设计PCI接口的过程。
关键字：流媒体，32位RISC处理器，嵌入式Linux系统，PCI接口，FPGA
Abstract：A 32 bit RISC processor system for portable streaming media application is presented and designed in the paper. The portable streaming media in the system is designed of the embedded processor Intel PXA270 processor and embedded Linux operating system. Improve the I/O interface of the processor and video codec interface to support PCI bus protocol. In the paper, the hardware design，software design，and the PCI interface design are discussed in detail．
Keywords：Streaming Media, 32 bit RISC Processor, Embedded system, PCI Interface, FPGA
1 引言
进入20世纪90年代以来，计算机多媒体技术和网络技术飞速发展，基于流媒体的多媒体应用也被运用在多种领域，特别是在图像监控系统和视频点播系统中。目前在便携式流媒体系统发展领域上，竞争的公司主要有三个：Microsoft、Real Networks、Apple，而相应的产品就是：Windows Media、Real Media、QuickTime[2]。本文提出设计的系统优点在于：使用高速低功耗的32位Intel PXA270嵌入式处理器，成本低，稳定性好，实时性好等特点，并对PXA270处理器的接口进行了改进，使系统支持PCI总线协议，具有很好的系统移植性。
2 系统总体结构
基于高速低功耗的32位RISC嵌入式处理器的流媒体携带式系统如图1所示。

图1携带式流媒体系统总体结构图
该系统有多个流媒体播放终端，这些播放终端通过无线接入点与计算机网络连接；流媒体服务器通过其以太网接口与计算机网络连接。流媒体服务器可以将从网络上获得的音视频数据转换为流格式的文件；携带式播放终端向流媒体服务器发送请求，流媒体服务器响应请求后，播放终端对服务器发送过来的流媒体数据进行解码和播放，完成工作。
3 流媒体系统的硬件设计
3.1系统的硬件结构
流媒体携带式系统以Intel公司的嵌入式处理器PXA270为核心。Intel PXA270处理器是一个高性能、低价格、低功耗的32位ARM* V.5TE RISC处理器，它集成了I2S，SSP，AC97等一系列多媒体处理模块，非常适用于多媒体处理、手持设备、PDA等应用领域，是Intel Xscale 系列的第三代的实现。它有一个改进的LCD控制器，一个可扩展的插件接口，摄像采集接口，一个Intel核处理器以及更具保护性的电源管理功能部件等。这个核处理器通过添加MMX和SSE功能单元和附加的音视频处理操作来扩展Intel Xscale微型结构的功能[4]。
该系统的播放终端需要运行嵌入式操作系统，接收从无线以太网(WLAN)传输过来的音视频数据流，对音视频数据流进行MPEG4解码，输出视频数据和AC97格式的音频数据，并集成触摸屏/键盘输入、USB主控、实时时钟等功能。其硬件结构如图2所示。

图2流媒体系统的硬件结构图