基于ARMCortex-M3的嵌入式网络播放系统研究

　　随着网络应用的普及，为普通嵌入式系统增加网络功能，能更好满足消费者对网络资源的需求。这里采用基于ARM Cortex-M3的微控制器LM3S1138实现一种具备网络功能的播放终端系统，该系统不仅具有良好的播放效果，还可从网络音乐服务器上点播音乐并实时播放。

　　1 网络播放系统的设计方案

　　该网络播放系统由服务器、用户终端和音响设备组成。其中，服务器通过以太网提供音乐资源，用户终端通过网络下载音频数据再实现音频解码，音响设备实现音乐播放。图1给出该系统设计框图。

　　该系统设计采用基于ARM Cortex-M3的控制器LM3Sll38作为主控制器。该控制器改进了代码密度，减少中断延时，实现Thumb-2指令集，并具有更低功耗，适用于嵌入式微处理器;网络模块采用以太网控制器ENC602J28;音频编解码器采用VSl003，该器件拥有自主产权的DSP处理器核，具有高性能、低功耗等特性;并采用USB总线接口器件CH375扩展存储模块。支持海量存储。

　　将嵌入式实时操作系统μC/OS-II移植到主处理器上，实现多任务的调度管理。系统工作时，通过操作播放器上的配置按钮，设置服务器和用户终端的相关网络配置，点击播放器中的连接按钮，发送连接服务器请求，服务器收到用户终端的连接请求，验证终端帐号正确后开始网络连接，向用户传送点播的资源列表，用户终端在播放器界面显示列表，此时，用户可以选择点播的歌曲，然后将音乐文件下载到存储设备中，下载完毕后，服务器关闭网络连接，播放器就可播放已下载歌曲。

　　2 系统硬件模块设计

　　2.1 以太网接口

　　ENC28J60是独立的以太网控制器，采用业界标准的SPI串行接口，具有10 Mb/s SPI接口，符合IEEE802.3协议，内置10 Mb/s以太网物理层器件(PHY)及介质访问控制器(MAC)。另外，它还具有可编程8 KB双端口SRAM缓冲器，此缓冲存储器具有灵活可靠的数据管理机制，以高效方式进行信息包的存储、检索和修改，以减轻主控器件的内存负荷。

　　图2为网络接口硬件连接示意图。ENC28J60通过SPI总线实现与LM3Sll38的数据传输，CS为片选信号，SCLK为时钟信号，MOSI/MISO为数据传输串口。此外，ENC28J60还与网络变压器HR901l70A相连，引出刚45接口。

　　2.2音频接口

　　VSl003音频编解码器为VSl0XX系列第3代产品，包括MP3/WMA/MIDI解码和ADPCM编码2个单器件。其内置有高性能、低功耗的DSP处理核(VSDSP)，工作内存，可供用户程序使用的5.5 KB RAM，串行SPI总线接口，高质量的采样频率可调的过采样D/A转换器以及16位的过采样A/D转换器。图3为音频编解码器模块硬件连接示意图，VSl003采用SPI总线与LM3Sll38实现通信。其中，SCLK为输入时钟，CS为片选信号，MOSI/MISO为数据串口，Demand为命令有效信号，VSl003外接音频输出设备。