基于DLNA数字媒体适配器的设计

摘要：为了能够实现传统的家电影音设备与网络媒体服务的互连互通，满足人们对数字媒体资源家庭网络共享的要求，提出了一种基于DLNA标准的数字媒体适配器的系统设计方案，并完成了系统的软硬件架构设计、以及基于UP-NP协议栈中间层的软件设计。该系统的硬件部分采用Amlogic公司的AML 8726-M芯片，构成可组合的模块化硬件平台，软件部分完成对内核的裁剪以及硬件驱动，中间层基于UPNP协议栈及UPNP AV架构，以嵌入式linux为操作系统进行编程，能够实现DLNA设备间的零配置连接，实现媒体资源的输出播放。
关键词：数字媒体适配器；DLNA；UPNP协议；UPNP AV架构

随着数字媒体的流行，大量的媒体资源已出现在家庭之中。然而，它们并不能相互合作，更困难的是不能将电脑中的资源应用于其他设备。DLNA的出现，旨在连接有线和无线网络，实现电脑、移动设备之间的媒体资源相互连通，实现任何时间，任何地点，无限制的分享音乐、照片以及视频等。DLNA并不是创造了一种新的技术，而是制定了一种解决问题的办法，一种大家都需要遵守的规则。
数字媒体适配器的主要价值是可以连接计算机或手机中的音频、视频文件，经过数字媒体适配器的解码，输出到其他的展示设备。然而关键问题是各种设备之间如何使用一种公共的标准协议来实现互相连接，从而共享家庭网络中的媒体资源。另一方面，如何在低成本的前提下，实现高速率低功耗。随着数字媒体内容种类及数量的增多，人们迫切的等待着更加成熟的数字家庭技术方案，以更好地服务数字生活。

1 系统整体设计
本系统整体上采用了ARM-Linux嵌入式体系，被广泛的应用于数字媒体设备中。图1表明系统整体整体框架，包含了系统软、硬件两大部分的层次结构。其中UPNP协议以及UPNP AV架构作为整个系统最重要的构成，实现了设备之间互通互控的主体功能，也是文中重要的研究部分。

2 数字媒体适配器的硬件设计
数字媒体适配器实现的主要功能是网络流媒体数据接收、流媒体解码、音视频流格式转换以及对流媒体服务的控制(如媒体内容选择、播放、暂停等)。硬件设计上，文中选用了Amlogic公司的AML 8726-M作为主控芯片，专为移动网络互联设备、平板电脑、机顶盒以及电视应用设备而设计。
系统采用ARM Cortex-A9单核架构，主频800 MHz，大容量缓存提高了系统性能。另外配有MedioCPU完成音频解码，双DSP硬件解码器可以解码所有的视频格式，包括H．264，MVC，MPEG-1／2／4，VC-1／WMV，AVS，RealVideo以及MJPEG。
系统在主控芯片的基础上，还配有丰富的输出接口和外围设备模块。外围存储包括64 M字节的SDRAM，用来处理数据的外部缓存；通过NAND FLASH接口外接512 M大容量存储芯片，用来存储启动引导程序、U-boot、内核以及文件系统；配有Mini SD接口，为媒体资源提供更大的存储空间。网络连接方面，总线连接网络接口芯片，作为读取接收流媒体的入口；WIFI无线网卡，实现无线上网功能；配有4个USB接口，读入移动存储设备中的媒体内容。此外，系统配有3．5-mm标准音频输出接口和HDMI高清接口，支持多格式的音视频媒体输出。

系统通过有线或无线连接网络，与手机或电脑互联提供控制端；通过HDMI高清接口连接电视，作为显示端。外存中的多媒体文件通过SDRAM缓冲后，将视频流和音频流进行分解，在主控芯片解码完成后，由音／视频接口输出。