基于嵌入式 ARM-Linux 的电子相册设计方案

电子相册市场成长的必然性

( 1)市场需求的必然性

在上世纪末本世纪初， 电子相册呈现迅速发展的势头， 普及型数码相机的 分辨率由 200万象素增长到现在的 800— 1500 万象素，价格也由 300美元左右下 降到现在的 120美元左右。随着数码相机的日益普及，作为一种以数字照片的 保存、回放和浏览为核心功能的产品——电子相册自然迎合了消费者的需求。

( 2) 核心器件性能和价格的合理化推动市场的发展

电子相册有三大核心器件：处理器，半导体存储器和LCDS示单元。随着

ARM勺不断发展，电子相册所需要的 ARM+Jpe处理器技术已为许多厂商所拥有， 集成了 USB Host及卡接口单元的产品也屡见不鲜。Nandflash技术飞速发展，

单位容量的价格在过去的六年中约下跌 40至50倍。

电子相册未来产品的发展

数码相框

数码相框将是以数字照片的重显为主要功能的产品， 其功能更接近于传统 意义上的相框。 由于受到人机界面的限制， 为更方便地重显和浏览以及确定重 显的规则，这类产品不强调有大容量的存以及丰富的卡接口。主要特征是： ( 1)USB 接口以便更新和同步数据；

(2)在某些情况下(如从 PC端通过相框的US肢口同步数据时)，允许修改数 字照片的格式，使其有最佳的重显效果；

( 3)仅依靠置的半导体存储器存放需要重显的数字照片；

( 4)文件(照片)查询和播放规则设定非常简洁易用；

( 5)产品大致分为桌面和壁挂两种。

电子相册

跟PC相同的类似功能，这类产品的主要特征是：

( 1)有大容量的置数据存储器；

( 2) USB 等各种卡接口，并支持部存贮器与各种数据存贮器之间的同步以及 相互拷贝；

( 3)强大的文件管理功能：浏览，搜寻，命名(重命名)，复制，删除，备 份等；

( 4 )带或不带建显示单元，有能支持其它高分辨率显示设备的接口(如色差， 'VGA甚至是HDM);与其他产品的功能结合的产品形态以及大头贴等产品，用 于不在本文所包含的围。

1.3 目前市场上流行三种系统设计架构

单芯片解决方案

以单芯片的解决方案，以ESS/AMLOGIC/MPXI芯片设计为代表， PHILIP/Sony 等品牌厂商也以该方式为主。

该方案的优点：

( 1)结构简单，成本低，芯片功能强大;

( 2)多媒体的编解码速度快。 该方案的缺点：

( 1)可扩展的余地不足; (2)对读卡部分，某些方案使用硬件实现，不能支持新类型的卡;

( 3)应客户要求的二次开发比较不方便。

以DSP+FPGA?硬件为基础，用软件算法实现功能

这种方案，是以DSP来实现多媒体部分的编解码算法，再由FPGAK现显示

输出格式的算法转化；读卡部分，文件系统部分由DSP软件处理，外围设备大

的驱动由DSP的软件算法实现。

这种方案的优点： 功能扩展升级性强，软件实现读卡部分，新的类型卡，外围设备可以通过 升级方式实现。

这种方案的缺点：

( 1)整体成本比较大；

(2) 客户二次开发难度大。DSP和FPGA勺算法实现需要专业人员；

(3)显示输出由FPGAS现，该类输出大部分是数字的输出，模拟输出支持比 较弱。

ARM9 核心方案

以ARM等强大的CPI为核心，以WINCE LINUX等操作系统为软件核心架构系统。此方案以 ARM 口 S3C2410 In tel xscale 等强大的嵌入式 CPU为架构，速 度在200M-300MHZ嵌入WINCE LINUX等操作系统，实现多媒体的编解码。 该方案的优点：

(1)系统芯片功能强大，实现的功能多，对于新的多媒体格式支持好，只需 要安装更新的软件；

( 2)硬件电路简单；

( 3)二次开发容易实现。

该方案的缺点：

(1)成本较大，该类强大的 CPU-般使用在PDA等嵌入式领域；

( 2)比较耗电，使用软件解码功耗与频率相关性很大。

2 硬件设计方案

本设计选用的是第三种方案：以ARM9CPU_S3C24为核心，以Linux操作系

统为软件核心架构。

基于ARM勺微处理器具有低功耗、低成本、高性能等特点，ARM采用RISC

(精简指令集计算机)架构和流水线结构，使用了大量的寄存器，具有极高的 工作效率。其中，RISC架构具有如下特点：固定长度的指令格式，指令归整、 简单，基本寻址方式只有 2~3种，使用单周期指令，便于流水线操作。

ARM微处理器按性能分为以下系列：ARM7 ARM9 ARM9EARM10E SecureCore

Xscale。ARMS持两种类型的指令集：一种是32位的ARM旨令，以字对准保存；

另一种是16位的Thumb旨令，半字对准保存。

ARW有7种工作状态：

USR正常的程序执行状态

FIQ :用于高速数据传输或