摘要：提出了一种利用TriMedia嵌入式微处理器TM1300为CPU的多媒体网络系统的整体硬件设计方案。介绍了利用设备库和BSP分层概念在系统中音视频外设编程的应用，重点介绍基于pSOS实时操作系统网络部件pNA+的网络驱动程序的基本设计方案及网络编程模型。

关键词：嵌入式微处理器 实时操作系统 BSP（Board Suppport Package） 网络驱动

多媒体技术与网络技术的有机结合满足信息化社会人们对各种信息的大量需求。网络多媒体技术的迅速发展，加速了多种网络多媒体技术的应用，如：视频会议系统、数字视频监控系统、多媒体电子邮件、视频点播（VOD）、远程多媒体数据库等。

随着微处理器技术的发展和嵌入式操作系统的日益广泛的应用，嵌入式系统以其高速响应、高度自动化、功能易于扩展等独特优势已成为计算机工业新的增长热点。而且，嵌入式设备接入Internt已经成为不可避免的趋势，并显示出美好的应用前景。嵌入式系统在多媒体通信应用领域同样得到了很好的应用，各种基于嵌入式Internet技术的频服务器、多媒体远程监控系统已经成功应用于多种场合。

本文论述一种具有网络通信和多媒体处理功能的嵌入式系统的设计实现方法。

1 系统总体框架设计

基本的多媒体通信系统一般应该具有各种音视频输入输出设备，并具有高速网络通信功能。本系统采用Philips公司TriMedia系列的TM1300媒体处理器作为主核来构造。其系统设计的各个功能模块如图1所示。

1.1 TM1300媒体处理器简介及其系统设计特点

TM1300是一种具高质量数字视频和音频应用处理能力的媒体处理器。它拥有接线员大的超长指令字（VLIW）核DSP CPU，独立于DSP CPU的DMA方式工作的音视频输入输出接口，32位高带宽数据总线将所有的片上模块单元连接，如PCI、SDRAM、图像协处理器（ICP）等，使数据处理极为快速方便。另外，其强大的面向多媒体应用的指令系统和丰富的库函数使开发者能快速完成软件编程。

TM1300的PCI/XIO接口控制和复用逻辑使其可以用于为PC机环境设计的PCI音视频处理加速卡，也可以用于独立工作的嵌入式系统。在系统设计中，既可以访问PCI外设，如PCI网络接口芯片，又可以访问各种8位外设，如ROM、8位MCU、程序存储器Flash Memory等。

1.2 系统框图说明及芯片典型选型

本系统是一种嵌入式系统，它能完成视频和音频数据的采集与输出功能，并能通过高速网络传递压缩编码后的音视频数据流。TM1300具有强大的多媒体数据处理能力，它在系统中可以完成音视频数据的压缩编码或解码，同时处理网络数据的收发，并可以通过pSOS实时操作系统协调和调度整个系统的任务，从而形成强大的多媒体音视频数据处理和传输系统。

当然，本系统框图仅旨在一般意义上的系统，在实际应用中可以按照具体要求裁剪或添加其他外设，如UART控制器、Modem控制器模块等，使系统具有用户特定的功能。

（1）TM1300的视频输入接口提供8～10位视频A/D转换接口，其最高采样率可以达81MHz。可以采用Philips公司SAA7113、SAA7114等视频解码芯片（Video Decoder）来完成系统各种格式的视频信号采集。

（2）视频输出接口提供8位的视频数据输出口，可以完成解码后的视频数据输出，可以采用Philips公司的视频编码芯片（Video Encoder）完成视频数据的D/A转换。

（3）音频信号采集和输出的数据都是通过TM1300的标准I2C总线接口来传输的。可以用Philips公司的UDA1344音频编解码器（Audio Codec）完成音频数据的A/D和D/A转换。

（4）基于网络接口芯片可以采用常用的Realtek公司的RTL8139C，它是具有10/100Mbps自适应功能的以太网收发控制器，是目前应用最为广泛的一种网络接口芯片。设计时，应为其配置启动EEPROM，如93LC46、93LC56等。

（5）启动EEPROM一般使用符合I2C的器件，如24LC16、24LC32等。因为除了要存放系统启动设置信息外，还要存放用于系统自举L1代码，EEPROM不得小于2K字节空间。EEPROM具体内容格式参照TM1300芯片资料文档。

特别值得注意，设计本系统PCI总线与设计PCI卡时不同的是，TM1300使用PCI总线访问时总线仲裁需仲裁器。这是因为在基于PC机主板和PCI桥接芯片上已经有总线仲裁逻辑，不需要另外再作处理。嵌入的TM1300系统则需要仲裁来处理PCI总线的请求和应答，具体的逻辑设计应参考PCI规范相关内容。另外，嵌入式系统需要通过JTAG口进行调试和仿真，并要在系统中加入程序代码存储器Boot Flash。

2 音视频外设编程的分层模型及应用

系统中的视频A/D、D/A芯片单元通常连接在TM1300的I2C总线上，其初始化和设置是通过I2C总线访问其内部寄存器实现，音频处理芯片则通过I2C接口总线与TM1300连接。TM1300正是通过这些总线对其进行初始化设置。

在软件上，TriMedia层次化软件架构TSA引入设备库层（Device Library Layer）概念，该层为板级库到应用程序之间提供了一个公共接口。设备库输出两个接口，其架构由图2所示。

在设备库中，基本的API调用函数和功能描述在表1中给出。

表1 设备库API