解析Au1200的多媒体播放终端设计

1 引言   
　　
随着多媒体技术和网络技术的不断发展，在楼宇电视广告播放技术上，网络化的播放系统将逐渐取代现行的广告机本地播放方式。多样化、实时化的发布模式以及智能化、人性化的管理平台，将推动楼宇电视广告行业的发展。  
　　
在网络化的播放系统中，具有联网功能的多媒体播放终端是一个关键设备，它可以播放图片、音乐、视频、文字，成了整个播放系统不可分割的一部分。在新一代的播放系统中，中心管理员可以通过互联网或内部网对其进行方便的配置和管理，安排具有个性化的播放内容，有效地解决了现有播放终端内容相对单调固定的缺陷。  
　　
本文根据这一新的需求，提出了一种新颖的适合网络播放的多媒体播放终端的设计方案。  
　　
2 硬件设计  
　　
2.1 功能分析  
　　
表1对新一代网络播放终端与独立播放机进行了比较。  


  
为了实现网络远程控制播放，多媒体播放终端必须具备以下功能：1)连接服务器：启动后，自动连接远程服务器；2)定时通信：定时与服务器进行握手通信；3)日志管理：记录终端运行状态，形成日志文件，定时向服务器反馈日志信息；4)远程接受任务并按要求执行：随时接受中心／分中心发送的任务，任务内容包 括：定时自动开关机、定时自动下载播放文件、定时播放指定的媒体文件；5)支持多种视音频和图片格式，播放质量达到DVD级画质及音质要求；6)可监控各区域播放工作状态；7)多种视频输出接口，可外接LCD，LED，PDP等多种显示终端；8)支持远程软件升级。  
　　
2.2 硬件平台选择  
　　
目前，生产多媒体处理器并推出相应解决方案的半导体供应商多达十几家，比较典型的有Intel，AMD，TI，Freescale，ADI，NXP，SigmaDesigns，ST，Sharp，Sunplus(凌阳)以及深圳安凯等。这些厂商提供的处理器因为源自不同的架构，在性能、接口、功耗等方面差异很大，在选择方案时，要从处理能力、支持的视频格式、支持的接口、功耗、软件和操作系统(OS)支持以及成本等方面作精心比较：  
　　
1) 处理能力及支持的视频格式  
　　
Intel的PXA270和AMD的Au1200都是通用处理器，性能较强大，支持的音视频格式有MPEG-1／2／4，WMV9，DivX，XVID，MP3，WMA，WAV，ASF，AVI，JPEG等。但PXA270需媒体加速器配合才能更好地工作，方案相对较复杂。基于DSP的解决方案包括TI的DM270／DM320、NXP的PNX0190和ADI的Blackfin系列。此类方案仍需一个MCU(ARM7或ARM9)来处理系统的通用功能，如操作系统和用户接口等。音视频解码是DSP的专长，一般支持MPEG-1／2／4，DivX，WMV9和JPEG等格式。  
　　
2) 支持的接口  
　　
丰富的接口使开发人员可以扩展功能或在确定外围器件时有更多的选择。多媒体处理器的外围接口主要包括存储器接口、USB接口、存储卡接口、摄像头接口、硬盘接口、显示接口、网络接口等。现有的方案都支持SDRAM，不过只有AMD，Intel和NXP还能同时支持DDR存储器，这有利于实现更快的编解码速率。主流方案都支持USB2.0。多数方案至少支持两种存储卡格式，如MMC／SD或SD／CF等，部分方案支持网络接口，如AMD，Intel和SigmaDesigns等。  
　　
3) 支持的操作系统  
　　
软件开发是播放器开发的重要组成部分，如能缩短软件开发时间，就可加速产品上市。对于不同结构的硬件，软件开发的难易程度也有区别。基于X86指令的PXA270处理器，编程较容易。DSP的算法最复杂，需要耗费大量的编程时间，所以供应商往往会提供完整的软件解决方案，如TI和NXP都提供了开发套件。基于MCU的解决方案提供了比DSP解决方案更容易的可编程性。大多数方案支持Linux操作系统，此外还需要中间件(如媒体播放器)、编解码器和应用程序等。  
　　
4) 功耗  
　　
一般来说，依靠软件编解码的方案将具有更高的功耗，例如Intel和AMD的方案；而依靠硬件进行编解码的方案更省电，如Freescale的方案；DSP+ARM方案的功耗介于两者之间。对于本文设计的交流供电的播放器，功耗不是问题。  
　　
笔者选用AMD公司的Alchemy Au1200作为多媒体处理器，其功耗低。
2.3 硬件系统结构  
　　
本播放终端是一个嵌入式系统，是以微计算机技术为基础的软硬件结合的专用系统，整个系统按分层结构设计：  
　　
1) 应用层：图形用户界面设计、媒体文件播放等；  
2) 操作系统层：线程调度、文件系统等；  
3) 多媒体解码：媒体加速引擎，MPEG-1／2／4、WMV9等的解码；   
4)驱动层：音频、以太网、IDE、LCD、USB2.0等。  
　　
系统的硬件结构框图见图1。