智能無線多媒體數(shù)字播放系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

嵌入式操作系統(tǒng)構成如下：（1）Bootloader使用三星公司專為其產品開發(fā)的啟動代碼VIVI；（2）內核采用Linux2.6.13版[3]；（3）文件系統(tǒng)選擇與NAND Flash兼容較好的YAFFS文件系統(tǒng)[4-6]；（4）圖形用戶界面采用QTOPIA1.7[7]。

2.2 ARM9嵌入式微處理器S3C2440A

S3C2440A是三星公司基于ARM920T設計的一款處理器，主頻400MHz；擴展總線最大頻率100MHz；32bit數(shù)據，27bit外部數(shù)據線；完全靜態(tài)設計（0～400MHz）；存儲控制器（8個存儲體），4個帶有PWM的16bit定時器；多達55個中斷源的中斷控制器；RTC；3個UART，支持IrDA 1.0；4個DMA通道支持外設DMA；8通道，500kS/s，10bit ADC；支持STN與TFT LCD控制器；看門狗；I2S音頻接口；2個USB接口；I2C-Bus接口；2個串行外圍接口電路（SPI）；SD卡接口。選擇ARM9芯片可以利用Linux操作系統(tǒng)來減少軟件開發(fā)時間，而且S3C2440A對主流多媒體支持較好，很適合用于開發(fā)智能多媒體系統(tǒng)。

2.3 CYWUSB6934無線收發(fā)模塊

無線收發(fā)模塊選用Cypress公司的CYWUSB6934。該芯片既可用作發(fā)射，也可用作接收，工作在2.4GHz ISM 頻段，頻率范圍為2.4GHz～2.483GHz。具有低功耗、低輻射的特點（輻射功率最大為0dBm），且發(fā)射功率可調（共7個等級）；無線接收靈敏度高，可達-90dBm；通信半徑可達10m（當輸出最大功率且無障礙物阻擋時的直線通信距離可達15m左右）。由于其近距離、低功耗等特點，非常適用于短距離無線傳輸。

2.4 地址碼無線發(fā)射機

地址碼無線發(fā)射機是以單片機為核心構成的控制系統(tǒng)，主要包括電源模塊、無線發(fā)射模塊和發(fā)射功率調整撥動開關，單片機與無線發(fā)射模塊的接口為SPI口。

2.5 手持智能無線多媒體終端

每個景點/展臺的音視頻內容都以特定格式存儲在SD存儲卡中，每一個文件以規(guī)定方式命名，且對應于一個地址碼。

手持智能無線多媒體終端開機完成硬件初始化、Linux操作系統(tǒng)的啟動、文件系統(tǒng)的掛載和圖形用戶界面的啟動后，由用戶點擊圖形桌面上的智能點播系統(tǒng)程序圖標運行點播程序。系統(tǒng)查詢到這個信息后，立即讀取CYWUSB6934的數(shù)據寄存器以獲得地址碼。系統(tǒng)會將接收到的地址碼與前一數(shù)據進行對比，若相同則繼續(xù)播放，若不同則自動切換到對應該地址碼的文件進行播放。

3 智能無線點播的實現(xiàn)

微處理器S3C2440A和無線芯片CYWUSB6934之間通過SPI接口進行通信，在Linux系統(tǒng)中兩者之間的通信就必須通過SPI驅動程序來實現(xiàn)。而智能點播則是在用戶啟動Linux系統(tǒng)中的點播程序時，系統(tǒng)識別接收到的數(shù)據后，自動調用音視頻文件進行播放。

3.1 SPI驅動

在Linux操作系統(tǒng)中，所有外圍設備的控制都是通過驅動程序實現(xiàn)的，設備驅動程序是操作系統(tǒng)內核與機器硬件之間的接口。

SPI，是英語Serial Peripheral interface的縮寫，顧名思義就是串行外圍設備接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應用在EEPROM，F(xiàn)LASH，實時時鐘，AD轉換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議。手持智能無線多媒體終端需要通過SPI接口控制無線收發(fā)芯片，這就需使用SPI接口驅動程序來建立無線收發(fā)芯片與內核之間的通信橋梁。SPI接口以主從方式進行工作，其接口包括4種信號：（1）MOSI：主器件數(shù)據輸出，從器件數(shù)據輸入；（2）MISO：主器件數(shù)據輸入，從器件數(shù)據輸出；（3）SCLK：時鐘信號，由主器件產生；（4）/SS：從器件使能信號，由主器件控制。

圖2為S3C2440A與CYWUSB6934之間SPI接口的連接圖。圖中nSS控制CYWUSB6934作為從器件，SPIMOSI和SPIMISO是它們之間的數(shù)據傳輸通道，SPICLK為時鐘信號。當SPI作為主控制器時，由SPPRE寄存器中相應的比特位控制。而當SPI為從設備時，時鐘信號則是由其他設備提供。某些情況下，在將數(shù)據寫入SPTDAT寄存器之前，nSS應該被置為高電平。在本系統(tǒng)中主要用到的S3C2440A內部與SPI相關的寄存器如下：

（1）SPCON寄存器：主要用于設置時鐘開啟、SPI傳輸格式、SPI傳輸模式。其中傳輸模式有3種，分別是polling模式、DMA模式、中斷模式。

（2）SPSTA寄存器：SPI接口的狀態(tài)寄存器，用于指示數(shù)據接收或發(fā)送是否已經完成。

（3）SPPIN寄存器：用于檢測是否有多個主機。

（4）SPPRE寄存器：用于設置SPI傳輸時鐘頻率。其值通過如下計算式確定：

Baud rate=PCLK/2/（Prescaler value+1）

其中Prescaler value的初始值為0x00。