基于Linux NFS的Web數碼相框設計

　　O 引言

　　隨著數碼相機和互聯網的普及，越來越多的家庭擁有自己的媒體庫。媒體庫中既包含有自己拍攝的影像文件，也有從網絡上下載的影像資料。然而展示影像資料的手段單一，主要通過PC來實現。因此未來構建以媒體庫為中心的家庭多媒體網絡，把多媒體資料在各式各樣的家庭網絡媒體終端上展示出來，將成為一種必然的趨勢。媒體終端包括Web數碼相框、網絡數字電視等。

　　Web數碼相框的提出正是為了設計一種家庭嵌入式網絡媒體終端，但目前市場上常見的數碼相框的網絡可擴展性差，本設計方案的提出正是為了能夠彌補這方面的不足，提高網絡可擴展性。并在本設計方案的基礎上構建網絡數字電視等其他多功能終端實體。

　　1 技術方案

　　Web數碼相框要具有JPEG圖像文件顯示功能，需要進行大量解碼處理，且實時性要求高，因此選用低功耗、高性能的32位處理器ARM。基于ARM920T體系結構的S3C2440嵌入式微處理器具有如下特點：l6／32bitARM920T內核，最高工作頻率400MHz，運算能力為440MIPS，能夠勝任多媒體文件的處理任務。所以，硬件部分采用在S3C2440基礎上構建的一個具有Web功能的嵌入式系統。

　　軟件部分選擇最新的Linux2．6操作系統，該操作系統屬于開源免費的，可大大降低產品的開發成本。Linux2．6操作系統遵守GPL開發原則，可找到豐富的驅動程序源碼，該系統還支持TCP／IP協議棧，可以有效降低開發難度，縮短開發周期。另外Linux2．6內核相比Linux2．4內核操作系統的實時性更好，功能也更加豐富，完全滿足Web數碼相框的設計要求。

　　2 硬件設計

　　2．1 LCD接口設計

　　S3C2440芯片集成了TFT LCD的驅動器(圖1)，因此本文采用了256k色240×320的TFT真彩LCD，所以LCD接口的設計就相對簡單(圖2)。LCD接口用一個41Pin插座，包含了常見LCD所用的大部分控制信號(行場掃描、時鐘和使能等)，和完整的RGB數據信號(RGB輸出為8：8：8)。同時還有一個跳線的設計方便支持不同的LCD工作電壓。

　　2．2 網絡接口設計

　　網絡接口設計采用目前常見的DM9000芯片。該芯片是一款快速以太網控制處理器，合成了MlAC、PHY、MMU，自適應10／100M網絡，非常適合作為嵌入式系統的網絡接口芯片。在本設計中，S3C2440與DM9000之間采用地址線和數據線復用的方式。同時DM9000的AEN端接S3C2440的nGCS4，這樣DM9000的地址線IO為Ox20000000，數據IO為0x20000004。此外Linux2．6內核支持DM9000的驅動，這樣給開發帶來很大的方便。網絡接口設計如圖3所示。

　　3 軟件設計

　　3．1 嵌入式操作系統

　　目前常見的嵌入式操作系統包括：WinCE、VxWorks、uC／OS-II和Linux。其中uC／OS-II操作系統雖然可以免費獲得，但功能過于簡單，實用性較差，后續開發工作量很大。而前兩種操作系統雖然功能較強，但不屬于開源免費的操作系統，不適用于低成本的消費類電子產品。

　　Linux內核是基于GNU通用公共許可，也就是GPL。它的源代碼完全開放，也很容易移植到嵌入式系統中，Linux2．6的內核對ARM系列的嵌入式系統已經有了很好的支持。同時有大量的開源軟件包可供使用，方便了后期開發。

　　3．2 網絡文件系統(NFS)

　　網絡文件系統(NFS)是一種將遠程主機上的分區(目錄)經網絡掛載到本地系統的一種機制，通過對網絡文件系統的支持，用戶可以在本地系統上像操作本地分區一樣來對遠程主機的共享分區(目錄)進行操作。對于Linux系統來說NFS包括兩方面：一是Linux服務器端的NFS服務器支持；二是嵌入式目標系統的NFS客戶端的支持。因此，在本設計中配置了一臺Linux的PC機來提供NFS服務，同時它也作為多媒體網絡的媒體庫。嵌入式目標系統是Web數碼相框，本設計在其嵌入式Linux系統上移植了NFS客戶端。借助NFS客戶端Web數碼相框能隨時讀取媒體庫中共享出來的多媒體文件。

　　3．3 NFS的簡單配置

　　為了使Web數碼相框能夠正確地從Linux服務器上取得多媒體資料，要列NFS的服務器端和客戶端作簡要的配置。

　　對于服務器端，為／ect／export文件添加如下內容：

　　／home／media 192．168．0．*(ro,sync,no_root_squash)

　　添加的內容表示：允許ip地址范圍在192．168．0．*的客戶端以只讀的權限來訪問／home／media目錄。

　　然后執行如下命令，啟動NFS服務：

　　#service portmap start

　　#service nfs start

　　對于客戶端(Web數碼相框)，在Linux Shell下，執行如下命令來進行NFS共享目錄的掛載：

　　#mkdir／mnt／NFS

　　#mount-tnfs 192．168．0．20：／home／media／mnt／NFS-onolock

　　客戶端對本地／mnt／NFS目錄里的多媒體文件進行讀取并顯示，相當于讀取了網絡服務器的／home／media目錄的文件，完成了網絡媒體庫的共享。

　　4 結束語

　　以上內容敘述了基于ARM構架的嵌入式多媒體終端，同時具備了Web數碼相框的基本功能。本設計的創新之處在于把Linux系統強大的網絡功能和S3C2440高效的多媒體處理能力結合起來，構建了高性能、低功耗、低成本的網絡多媒體終端。可以預見在不久的將來，以Web數碼相框為代表的網絡多媒體終端會走進千家萬戶。