基于ARM的多功能音频播放器设计-文献综述

第1页文献综述1.课题背景随着电子科技的向前推进，人们的精神享受需求愈加提高。在音乐影视享受方面，电视影院已经难以满足人们的视听需求，能够随身携带的电子设备成了人们的首选1。因此便携式电子设备获得了巨大的发展空间，工程师们对嵌入式媒体播放器的研究愈加广泛了，国内外已经发明了像音频播放器、平板电脑、智能手机等多种多样的便携式嵌入式媒体播放器。早前的电子产品只能播放单一或有限的几种文件格式，可扩展性相对较差;然而随着现在电子应用的持续增加，工程师们提出了更多种类的先进的压缩算法，使得媒体格式呈现多样化2。在这种情况下，必然对嵌入式媒体播放器做出能够兼容更多种文件格式的要求。因此，通过对多种优秀的个人机播放器架构的借鉴与研究，本设计从软件方面着手，设计了一种具有良好可扩展性架构的嵌入式媒体播放器，能够通过操作界面使用音频播放器。2.研究目的与现状2.1.1.研究目的随着时代的变迁，电子科技越来越发达，计算机已经到了千家万户。现在，人们对娱乐的要求已经不再仅仅局限于PC机，人们需求更加便利的电子产品，嵌入式系统就是计算机应用的另一种形态3。我把媒体播放器放到嵌入式系统当中，实现了媒体播放的方便与便捷。在论文基于MIPS的嵌入式MPEG-2多媒体播放器设计中提到“隨着超大规模集成电路与视频压缩技术的发展，嵌入式处理器的处理能力得到极大的提高，多媒体播放成为目前嵌入式产品的发展趋势”。嵌入式播放器以它携带方便、性能稳定、价格便宜和功耗小的特点有取代PC播放的趋势4。本次设计基于C语言进行开发的播放器，欲实现正规播放器的各项功能。本系统简单并且占用空间小，但功能齐全。本实验主要实现的功能有：播放功能，停止功能，暂停功能，保存播放歌曲，打开及播文件，显示播放歌曲，重播功能，查询播放的歌曲，查询停止的歌曲，播放上一首歌曲和播放下一首歌曲。2.1.2.研究现状第2页嵌入式控制器的应用几乎无处不在:移动电话、家用电器、汽车.无不有它的踪影。嵌入控制器因其体和小、可靠性髙、功能强、灵活方便等许多优点,其应用已深入到工业、农业、教肓、国防、科研以及日常生活等各个领域，对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化化进程、提髙生产率等方面起到了极其童要的推动作用5。嵌入式系统工业是专用计算机工业，其目的就是要把一切变得更简单、更方便、更昔遍、更适用6。通用计算机的发展变为功能电脑，昔遍进入社会，嵌入式计算机发展的目标是专用电脑，实现“普遍化计算”，因此可以称嵌入式智能芯片是构成未来世界的“数字基因”。正如我国资深嵌入式系统专家一沈绪榜院士的预言,“未来十年将会产生头大小、具有超过一亿次运算能力的嵌入式智能芯片将为我们提供无限的创造空间。总之“嵌入式微控制器或者说单片机好象是一个黑洞，会把当今很多技术和成果吸引进来。中国应当注意发展智力密集型产业”。嵌入式播放器的发展，也会使影音播放更加的方便、适用和简单，有很大的发展趋势6。2.1.3.存在的主要问题嵌入式播放器的主要解决的是视音频解码器视音频解码器是基于嵌入式的视频处理、控制及传输设备，其核心是运行实时操作系统的嵌入式计算机和高性能视频DSP10。无需PC平台，直接将视音频编码器编码的视音频数据从网络接收解码后直接输出到电视墙，同时能与编码器进行语音对讲。内嵌GUI，支持遥控器和键盘，操作方便、简单。将播放器的各个功能与解码器相连接，是今后设计的基础。要考虑的主要问题有：基于Cortex-M3芯片的低功耗问题、嵌入式系统的实时性问题、嵌入式系统的网络安全性问题等7。3.课题途径及步骤3.1.1.ARM媒体播放器的介绍媒体播放系统分为几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、显示界面和控制键等。本设计釆用的处理器是ARM系列的硬核处理器，以髙品质的硬件解码芯片或软件解码模块作为数据处理中心，利用外围设备实现播放、显示、控制等功能。本设计有音乐名称显示功能，随着音乐爱好者欣赏水平的提髙，曲名的显示已经日益成为播放器所必须具备的功能之一，多功能的、可见可听的播放器是必然的发展趋势。STM32F103VCT是意法半导体基于Cortex-M3内核的处理器,性价比高。利用该处理器内置SPI接口控制器,对SD存储卡和I2S芯片进行控制,同时依靠处理器较高的工作速度,执第3页行MP3软解码程序,即可完成MP3播放器系统设计。该系统平台还可根据其他需求,方便的进行功能扩充8。3.1.2.怎样实现视音频的解码通过论文嵌入式音频播放器的总体分析和设计中提到基于DSP的解决方案，这样的方案需要一个MCU(ARM7或ARM9)来处理系统的通用功能。视音频解码是DSP的专长，支持MPEG-4SP/ASP、MPEG-2、MPEG-1、DivX、WMV9和JPEG等格式，这种方案能够支持更高复杂度的视频编解码器。而且，基于DSP的PMP也能够通过软件升级来支持新的编解码器。以MSP430F149作为核心控制器,结合VS1003音频解码器,设计了一种带SD卡的MP3播放器,给出了MP3播放系统的软硬件设计。在硬件设计上,解码器与存储器分离,增加了存储容量;在软件设计上,使用条项菜单方式进行管理,可以方便地进行硬件或软件的升级。经过测试,该MP3播放器播放效果较好9。3.1.3.软件系统程序的烧写通过论文基于Cortex的网络MP3播放器的研究与实现中讲到怎样将播放器烧写到嵌入式主机板上13。首先，对播放器的代码进行编译和调试，保证代码正确无误。其次，配置主机开发环境，对代码进行交叉编译。再次，编译BootLoader，嵌入式系统内核和文件系统。再次，编译播放器的驱动模块，满足根文件系统。最后，进行调试和测试，进行总结系统人机对话的功能。第七、详细描述了系统的硬件调试、各模块功能测试和系统性能测试，并给出测试结果。第八、结论和展望10Linux媒体播放器将是未来发展的一个重要的趋势，它将以一种全新的面貌满足消费者的需求。播放器的各个功能模块向用户提供了播放功能，停止功能，暂停功能，保存播放歌曲，打开及播文件，显示播放歌曲，重播功能，查询播放的歌曲，查询停止的歌曲，播放上一苜歌曲和播放下一首歌曲等功能。随着人们对消费的要求越来越高，以它方便、快捷和高性能的特点一定能够占领市场，因而我们设计出可以很好的满足时代发展的产品。第4页参考文献1康健,.竖琴般的音乐享受MSCDM-G128MP3播放器J.电脑采购周刊,2004,(12).2赵勇,郑培臣,张欢欢,.Cortex-M3的音频播放器设计J.单片机与嵌入式系统应用,2012,(9).3魏庆福,郑文波.嵌入式系统的技术发展和我们的机遇J.自动化博览,2003,(S1).4杜剑,熊建设,邵敏,李莉.基于嵌入式系统的音频点播系统J.重庆邮电学院学报(自然科学版),2005,(2).5王成,刘金刚.基于Linux的嵌入式操作系统的研究现状及发展展望J.微型机与应用,2004,(5).6张春平,戴青云,.嵌入式系统及其发展前景J.石家庄职业技术学院学报,2006,(4).7何立民.嵌入式系统的实时性问题J.单片机与嵌入式系统