混合控制架构的嵌入式家庭媒体代理服务器的研究与设计

摘要

随着宽带网络接入技术的飞速发展和互联网的日益普及，家庭用户对网络媒体娱乐的需求与日俱增，其中网络视频下载已经成为继音频之后需求量最大的服务之一。然而，当今家庭用户基本依赖普通PC机从互联网下载各种视频娱乐资源，尤其对于高清电影等大数据量影音文件的下载任务来说，家庭用户不得不连续几天昼夜开机，这样不仅导致较大的能源耗费和长时间的噪音污染，而且PC机强大的处理能力几乎得不到发挥。与此同时，由于一级城市中拥有多台电脑的家庭比例越来越高，家庭内部网络安全的问题与资源共享的需求应运而生，然而单独搭建一台PC代理服务器，从硬件成本、运行费用和占用空间等方面考虑，对于普通家庭来说显然是不合适的。 在这种实际背景下，本文设计开发了混合控制架构的嵌入式家庭媒体代理服务器，它基于嵌入式Linux技术，是一款集网络代理、资源下载以及资源存储管理等多功能于一体的嵌入式产品，具有低成本、低功耗、无噪音、小体积、易操作等独特优势，支持BT、eMule等多种P2P下载协议，可以脱离PC机昼夜独立工作，尤其适合从互联网下载大数据量的媒体资源文件，为家庭用户提供了一个始终在线的数据平台，进而实现了家庭内部信息终端的数据整合与资源共享。 本文从硬件平台设计入手，综合考虑了应用环境、处理器性能等因素，选用ARM920T核的S3C2440A微处理器作为目标板的CPU，采用模块化的设计思想，根据系统功能需求定义进行了硬件模块的接口电路设计。软件系统部分首先详述了搭建嵌入式Linux系统软件平台的开发过程，包括制作ARM-Linux交叉编译工具链、移植引导加载程序U-Boot、移植Linux2.6内核以及制作根文件系统，然后详细介绍了系统软件体系架构的设计方案和应用程序的实现方法，从而实现了B/S与C/S混合控制架构的嵌入式小型网络服务器。文末针对论文所做的工作进行了总结，讨论了今后有待完善的几个方向。 本文在深入研究嵌入式系统开发流程和关键技术的基础上，提出了基于ARM-Linux开发模式的混合控制架构的嵌入式家庭媒体代理服务器的整体实现方案，并且已经开发出样机。该产品符合中国家庭的实际需要，具有很好的实用价值和应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的研究背景与研究意义

1.2嵌入式技术概述

1.2.1嵌入式系统的定义

1.2.2嵌入式系统的特点

1.2.3嵌入式系统的发展趋势

1.3嵌入式Linux操作系统概述

1.4课题研究的主要内容

2嵌入式家庭媒体代理服务器的总体设计

2.1嵌入式家庭媒体代理服务器概述

2.1.1家庭媒体代理服务器的功能分析

2.1.2嵌入式家庭媒体代理服务器的产品优势

2.2家庭媒体代理服务器的部分关键技术分析

2.2.1 CGI技术

2.2.2 Samba技术

2.3家庭媒体代理服务器的网络控制结构分析

2.3.1 C/S软件体系结构和工作原理

2.3.2 B/S软件体系结构和工作原理

2.3.3 B/S与C/S的分析比较

2.4混合控制架构的嵌入式家庭媒体代理服务器的总体设计方案

3嵌入式家庭媒体代理服务器硬件平台的研究与设计

3.1系统硬件平台的总体设计方案

3.2嵌入式微处理器

3.3 SDRAM的选择与接口电路设计

3.4 Flash存储器选择与接口电路设计

3.5网络接口设计

3.6调试端口及USB接口设计

4嵌入式家庭媒体代理服务器系统软件平台的研究与搭建

4.1嵌入式交叉开发环境的搭建

4.2 ARM-Linux交叉编译工具链的制作

4.2.1交叉编译工具链简介

4.2.2利用crosstool-0.43制作ARM-Linux交叉编译工具链

4.3 U-Boot移植

4.3.1引导加载程序BootLoader简介

4.3.2 U-Boot介绍

4.3.3 U-Boot移植过程

4.4 Linux2.6内核移植

4.4.1 Linux2.6内核特点及源码结构

4.4.2 Linux内核移植过程

4.5嵌入式Linux根文件系统的实现

4.5.1根文件系统及Busybox简介

4.5.2用Busybox制作嵌入式Linux根文件系统

5嵌入式家庭媒体代理服务器应用程序的设计与实现

5.1系统软件体系架构的总体设计

5.2嵌入式Linux系统中P2P下载软件的实现

5.2.1 P2P技术简介

5.2.2 Mldonkey下载软件的介绍与实现

5.3嵌入式家庭媒体代理服务器访问控制中间件的设计与实现

5.3.1访问控制中间件BoxServer的设计思想

5.3.2设计访问控制中间件BoxServer的必要性

5.3.3访问控制中间件BoxServer的实现

5.4代理服务器软件的移植与实现

5.5 PC机客户端控制管理软件的设计与实现

5.5.1 D-Box设置

5.5.2资源存储管理器软件

5.5.3资源下载

5.6系统网络下载性能测试

6结束语

参考文献

附录

致谢

攻读硕士期间的学术成果