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基于UPnP协议栈的嵌入式家庭媒体适配器的研究与设计吴 非 吴 浩 刘金玉



  摘要:研究并设计了一种基于UPnP协议的嵌入式家庭媒体适配器,它使传统的影音家电与网络媒体服务能够方便地互连,并实现零配置连接。该设计充分满足了数字家庭媒体内部和外部Internet的数据流和媒体流共享的需求。
  关键词:数字家庭;数字媒体适配器;全球通用即插即用协议;嵌入式Linux
  中图分类号:TP303文献标志码:A
  文章编号:1001-3695(2008)05-1480-03
  
  随着数字技术的发展,家庭网络产品日益成熟,以消费类电子产品为基础的数字家庭模式已经渐渐成型,给消费者带来了诸多娱乐体验。这些新体验的基本共同点是享受家庭网络中丰富的多媒体内容,而不管这些内容的物理存储位置[1]。数字家庭从组成上可以分为媒体适配器、各种信息终端设备(包括智能家电设备)以及有线或无线构成的家庭网络三部分[2]。数字家庭媒体适配器可以将PC与传统家电结合起来,将家庭中各式各样的电器设备全部连接起来,使各种设备互相识别、资源共享,组成家庭娱乐中心,实现家电设备网络化及远端操作,具有高度的数字化和联网化的特点。目前从事数字家庭标准化的组织非常多,国外有DLNA(Digital Living Network Alliance)[3]、UPnP[4]论坛、ITU-T(ITU Telecommunication Standardization Sector)[5]、UOPF(Ubiquitous Open Platform Forum)[6]、ECHONET(Energy Conservation and Homecare Network)[7]联盟等;国内有闪联[8]和e家佳(家庭网络标准产业联盟——ITopHome)等。
  数字家庭的关键问题是各种家电如何使用一种公共的协议来互相连接并交换信息。另一方面,安装的简易性和低成本也是设计家庭网络的重要因素[9]。由于UPnP架构具有无须驱动程序支持、使用通用的网络协议、与媒体和传输类型无关、以HTTP技术为基础等主要特点[10],可以用来实现网络设备的零配置互连[11]。本文采用UPnP协议栈来构建家庭媒体适配器。家庭网络中的数字媒体内容持续增长,人们迫切需要增强对等通信与信息共享的能力。为了满足数字媒体在家庭内部与外部充分流通和共享的需求,对成熟的数字家庭技术方案的需求迫在眉睫。
  
  1数字媒体适配器的硬件框架设计
  
  数字媒体适配器硬件系统如图1所示,采用主从系统架构、可组合的模块化硬件平台,同时带有MiniPCI、USB、百兆网口、音/视频等扩展接口。IXP425网络处理器主要运行嵌入式Linux操作系统、网络协议栈以及应用程序,而EM8620则专注于各种媒体格式的解码操作,它作为一个PCI从设备与IXP425相连。根据数字媒体适配器的特点,硬件平台可分为三个主要的模块: ......
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