基于ARM9的多功能硬盘MP3播放器的设计

很难给这个设计方案定义一个确切的名称，是硬盘MP3播放器，还是数码相机伴侣，还是是电子相框，甚至叫做移动硬盘？其实这几项功能这款设计方案都具备了。不过通常来说，作为MP3使用的频率更高一些，因此我们姑且还是将它称作多功能硬盘MP3播放器。

这款多功能MP3播放器的核心是三星公司的S3C2410芯片。该芯片是基于ARM920T而开发的一款面向消费类电子产品的多功能SOC。除具备一般嵌入式芯片所具有的总线，SDRAM控制器，3个串口等外设之外，S3C2410还具有TFT LCD控制器、USB Slave、USB Host、I2C总线控制器、SPI控制器、IIS音频接口、SD & MMC存储卡接口等丰富的扩展功能。芯片工作电压3.3/1.8V，最高运行速度可达200MHz。

这款设计最大的特点就是功能丰富。除了可以作为iPod那样的硬盘MP3播放器外，还可以作为数码相机伴侣、电子相框和移动硬盘。特别值得一提的是，在作为数码相机伴侣使用的时候，与现有的同类产品需要将卡从DC种取出再插入设备上众多插槽中的一个不同，该设计本身可以作为一个USB Host，并且支持USB Mass Storage Class，因此对于多数数码相机，只要用USB电缆将相机和播放器相连，就可以自动将相机内的所有照片拷贝到设备内置的硬盘之中。对于不是标准Mass Storage类的相机也没有关系，该设计可以配合任意一款读卡器进行使用，只要将读卡器连接到设备上再将卡插入读卡器就可以了。这种设计能大幅度缩小数码相机伴侣的体积，并且能够给使用带来极大的方便。

下图是简化的硬盘MP3播放器的硬件结构框图：



从图中可以看到，系统可以分为核心部分、硬盘控制、音频编解码、液晶控制以及触摸屏和键盘控制等几个部分。此外还有必不可少的电源管理等部分。硬盘可以采用2.5英寸或者1.8英寸的小型硬盘。音频编解码可以采用PHILIPS的UDA1344等芯片。LCD可以采用320X240的TFT液晶显示器，电源则宜用可充电锂电池。再来看软件结构：



软件的核心是Linux操作系统，一切功能都是基于Linux上完成的。首先需要设备驱动程序，包括USB、硬盘控制、音频控制、LCD等等。然后是文件系统。该设计采用的是通用的FAT32文件系统，在对Windows 平台有很好的兼容性。基于QT的图形界面为用户提供了良好的GUI，配上触摸屏，可以形成一个很好的人机交互界面。最上层是应用层，例如MP3编码/解码，JPEG解码甚至MPEG4解码等等。

由于S3C2410以及Linux的功能都非常强大，因此除了实现上述功能，该款设计还可以有其它很多扩充功能，例如添加WLAN，GPS，GPRS以及照相模块等，以适应不同的应用需求。上述功能在产品研发过程中已经分别被我们很好地得以实现。

由于三星公司的S3C2410有很高的性价比，因此该款设计的产品生产成本并不高，其性价比非常优异。它的另外一个优点是功耗很小，根据我们测试，一块7.2V800mAh的电池可以听MP3长达10个小时以上。我们将现在常见的一些产品做一个对比，如下表所示：