【正文】 由于本論文使用的是第 3層解碼，故下文只對(duì)層 3進(jìn)行介紹。層第四章 音頻解碼技術(shù) 25 1是最基礎(chǔ)的，層 2和層 3都在層 1的基礎(chǔ)上有所提高。由于該格式被定義的非常完善，所以幾乎沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)由于不同設(shè)備或者不同廠家開(kāi)發(fā)的軟件之間的協(xié)同工作而產(chǎn)生問(wèn)題。 獲 取 音 頻 數(shù) 據(jù)長(zhǎng) 度 size申 請(qǐng) size字 節(jié)內(nèi) 存 Buf拷 貝 size字 節(jié) 音 頻數(shù) 據(jù) 到 Buf中播 放 Buf中 的音 頻 數(shù) 據(jù)開(kāi) 始結(jié) 束 圖 33 放音流程圖 Fig. 31 The flow chart of audio play 音頻設(shè)備的打開(kāi)與卸載 對(duì)音頻設(shè)備的打開(kāi)由 open例程完成 。所以在應(yīng)用程序?qū)由?，?qū)動(dòng)程序還必須提供接口讓應(yīng)用程序改變塊的大小和個(gè)數(shù)。若 內(nèi)不能處理這些數(shù)據(jù)，緩存就會(huì)溢出。 常見(jiàn)的緩存區(qū)設(shè)計(jì)思路是， CPU先對(duì)緩存區(qū)處理，然后掛起，音頻設(shè)備對(duì)緩存區(qū)操作，音頻設(shè)備處理完后喚醒 CPU，如 此循環(huán)。 參數(shù) fd是設(shè)備文件的標(biāo)志符，它是在設(shè)備打開(kāi)時(shí)獲得的。 write 系統(tǒng)調(diào)用 write用來(lái)向聲卡寫入數(shù)據(jù)，其函數(shù)原型如下所示： size_t write(int fd, const char *buf, size_t count)。 音頻編程接口 open 系統(tǒng)調(diào)用 系統(tǒng)調(diào)用 open可以獲得對(duì)聲卡的訪問(wèn)權(quán)，同時(shí)還能為隨后的系統(tǒng)調(diào)用做好準(zhǔn)備，其函數(shù)原型如下所示： int open(const char *pathname, int flags, int mode)。 file_operations結(jié)構(gòu)定義于 linux/。對(duì)于有緩沖區(qū)的 I/O操作，一般是把數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)里。當(dāng)最后一次使用設(shè)備完成后，調(diào)用 close子程序。 在系統(tǒng)內(nèi)部， I/O設(shè)備的存取通過(guò)一組固定的入口點(diǎn)來(lái)進(jìn)行，入口點(diǎn)也可以理解為設(shè)備的句柄，就是對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作的基本函數(shù)。其中類型和主設(shè)備號(hào)結(jié)合在一起惟一地確定了設(shè)備文件驅(qū)動(dòng)程序及其界面，而次設(shè)備號(hào)則說(shuō)明目標(biāo)設(shè)備是同類設(shè)備中的第幾個(gè)。驅(qū)動(dòng)程序是內(nèi)核的一部分，是操作系統(tǒng)內(nèi)核與硬件設(shè)備的直接接口，驅(qū)動(dòng)程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)，完成以下功能： ? 對(duì)設(shè)備初始化和 釋放； ? 對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理，包括實(shí)時(shí)參數(shù)設(shè)置，以及提供對(duì)設(shè)備的操作接口； ? 讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)或者回送應(yīng)用程序請(qǐng)求的數(shù)據(jù)； ? 檢測(cè)和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯(cuò)誤。將已經(jīng)定 制好的一個(gè)文件系統(tǒng)全部復(fù)制過(guò)來(lái)： cp a myfs/* /mnt/initrd． (4)壓縮 鏡像 把目標(biāo)板需要的文件系統(tǒng)內(nèi)容添加上去以后，先要把 loop設(shè)備卸載下來(lái)，然后用 gzip命令把 鏡像 壓縮一下。 內(nèi)核 鏡像 文件燒寫到 Flash內(nèi)，啟動(dòng)時(shí)由引導(dǎo)程序?qū)?nèi)核從 Flash里加載到系統(tǒng) RAM中解壓，然后運(yùn)行。 分區(qū) 修改 完之 后就可以配置內(nèi)核了。 因此，本論文選用 Linux 。 [6] Uboot移植主要步驟如下： (1) 下載 Uboot源碼包： 。 （ 4）設(shè)置好堆棧。 確認(rèn) NFS守護(hù)進(jìn)程已在運(yùn)行。主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)可以使用 ifconfig命令查看所有網(wǎng)絡(luò)接口，并配置網(wǎng)絡(luò)的 IP地址。 交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立與主機(jī)的配置 交叉編譯就是在一個(gè)平臺(tái)上生成可以在另一個(gè)平臺(tái)上執(zhí)行的代碼。 IIS總線 專門用于音頻設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，為立體聲音頻序列提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解碼器的連接。它的存儲(chǔ)容量為 64M，數(shù)據(jù)總線寬度為 8位，工作電壓 ，采用 48腳 TSOP封裝。 以 太 網(wǎng) 控 制 器C S 8 9 0 0S 3 C 2 4 1 0 X（ A R M 9 2 0 T 內(nèi) 核 ）S D R A M ( 3 2 M )K 4 S 5 6 1 6 3 2 E T C 7 5N a n d F l a s h ( 6 4 M )K 9 F 1 2 0 8 U D M電 源 模 塊音頻輸出U D A 1 3 4 1S D R A M ( 3 2 M )K 4 S 5 6 1 6 3 2 E T C 7 5 圖 21 硬件系統(tǒng)框圖 The structure chart of hardware system 三星公司推出的 16/32位 RISC處理器 S3C2410，為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供了低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。本論文的音頻解碼算法采用的 MPEG1 Layer Ⅲ ，根據(jù)此算法編寫解碼程序，并根據(jù) ARM9 處理器進(jìn)行優(yōu)化。 因此，基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字廣播系統(tǒng)的研究不僅具有現(xiàn)實(shí)意義，而且對(duì)于許多應(yīng)用都 有借鑒和參考價(jià)值 [4]。 (2) 安裝、維護(hù)便捷。但其信號(hào)的傳輸仍舊是模擬信號(hào)。下圖 11就是我們提出數(shù)字化廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖[2]。 而廣播系統(tǒng) 仍 采用模擬信號(hào)經(jīng)功放放大后進(jìn)行傳輸?shù)哪M工作方式 ，用音頻矩陣切換器來(lái)進(jìn)行有限的分區(qū)控制 ，并且 此類廣播系統(tǒng) 在應(yīng)用上存在許多缺點(diǎn)和局限性： 模擬信號(hào)經(jīng)較遠(yuǎn)距離傳輸后，肯定會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的衰減和噪音問(wèn)題。 最后，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況所存在的缺陷，提出了改進(jìn)措施和進(jìn)一步的設(shè)想，期待在后續(xù)工作中完成。 第一章介紹了樓宇廣播系統(tǒng)的背景和現(xiàn)狀，以及基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男滦蛷V播系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。 大學(xué)碩士學(xué)位論文 智能樓宇中基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的音頻 廣播系統(tǒng)數(shù)字化終端的研究 分類號(hào)： 學(xué)校代號(hào)： UDC： 密級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 大學(xué)學(xué)位論文 智能樓宇中基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的音頻 廣播系統(tǒng)數(shù)字化終端的研究 指導(dǎo)教師： 學(xué)科門類： 工 學(xué) 專業(yè)名稱： 檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別： 碩 士 論文提交日期： 論文答辯日期： 學(xué)位授予單位： Research on Digitization Terminal of Audio Broadcast System Based on IP Network in Intelligent Building Master Degree’s Candidate Supervisor: Associated Prof: 摘要 I 摘 要 樓宇 智能化技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，給傳統(tǒng)的音頻處理和傳輸領(lǐng)域帶來(lái)了極大的沖擊。 第二章描述了廣播系統(tǒng)數(shù)字化終端硬件平臺(tái)的搭建，并向此平臺(tái)移植嵌入式 Linux 系統(tǒng)的過(guò)程。 II 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)字化 網(wǎng)絡(luò) 廣播；嵌入式處理器 ARM；嵌入式操作系統(tǒng) Linux； MPEG 解碼 摘要 III Abstract The developments of intelligent buildings and works have brought great impact on the tradition audio processing and transmission. Digital audio signal process gradually takes the place of the analog audio signal process and turn into mainstream. Because the tradition audio transmitting work has shortings such as hard to manage, plicated fabric, difficult to realize autoswitching, the digital works will be the future of the audio works with no doubt. This paper according to the development tendency of the intelligent building broadcast system, proposed one kind of new intelligence broadcast system, and emphasizes the design and development of this system digitized terminal. The terminal uses embedded processor ARM and Linux system to decode and play back MPEG audio. The terminal has good performance on realtime and stability, it can the utilized on the broadcast system efficiently. The paper divides into five parts. In chapter 1, it introduces the background and the present situation of broadcast system of intelligent building, and the advantage of broadcast system based on work transmission. In chapter 2, it describes the design of the hardware of the terminal, and porting process of embedded Linux from uboot, the pile and configurations of kernel, file system and so on in detail. Chapter 3 is the introduction about the Embedded Linux device driver, especially on the programming of audio device. Then it analyses the UDA1341 driver in detail. In chapter 4, it introduces the basic principle of MPEG encoding and decoding. According to the principle, decoding process and algorithms were described, and some optimize measures for ARM IV embedded processor were proposed. Chapter 5 describes the method of realize the work broadcast system on the embedded Linux. Then, we test the system in many ways to find whether the system can work steadily. Finally, we make a practically test and find some shortings, so we propose further measures to improve the system, looking forward to be finished in the future. Key words: Digitalize Network Broadcast System。使音質(zhì)受到嚴(yán)重的損害以外，聲場(chǎng)的分布也不理想。 2 以 太 網(wǎng)以 太 網(wǎng)主 控 服務(wù) 器路 由 器建 筑 物 A建 筑 物 B網(wǎng) 絡(luò)音 頻裝 置 圖 11 數(shù)字化廣播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 The structure chart of digitalize broadcast system 研究現(xiàn)狀 智能建筑的 廣 播系統(tǒng)向 智能化和網(wǎng)絡(luò)化 方向發(fā)展是一個(gè)主流趨勢(shì)，并已經(jīng)取得的一定的成果。我們要研究的數(shù)字廣播系統(tǒng)是利用現(xiàn)有的 PC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和局域網(wǎng)，從音頻數(shù)據(jù)的生成，到媒體的接收與播放，全部實(shí)行數(shù)字化，通過(guò)軟件編碼和解碼的方式來(lái)進(jìn)行?；诰W(wǎng)絡(luò)傳播的廣播系統(tǒng)作為一種網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，可方便地嵌入到原有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，從而省卻線纜敷設(shè)和傳輸設(shè)備的安裝，使安裝便捷；另外，由于系統(tǒng)采用雙向傳輸模式，可方便地定位故障設(shè)備的位置，使維護(hù)簡(jiǎn)便。 主要研究工作 本論文以實(shí)現(xiàn)音頻廣播數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的要求為目標(biāo)，主要研究基于 IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字音頻廣播終端的軟硬件設(shè)計(jì)，并予以實(shí)現(xiàn)。 第二章 系統(tǒng)硬件及操作系統(tǒng)的移植 5 第二 章 系統(tǒng)