摘 要 随着电子消费类设备需求的不断增加以及internet数字媒体内容的迅猛发展，家庭网络中的数字媒体内容开始持续增长，人们更加迫切地需要增强对等通信与信息共享的能力。本文描述了一种基于ixp网络处理器架构的数字家庭媒体中心系统（dhmcs）的设计及其实现。

    关键词 arm，家庭媒体系统，嵌入式系统，nmpr，upnp

    1 引 言

    1.1 数字家庭的广泛应用

    数字技术和计算机技术的飞速发展正不断产生众多的数码产品，从个人电脑、手机、pda到mp3、数字电视、dvd、dv/dc，数字家电产品已经步入了人们的日常生活之中。同时，宽带通信与互联网应用的普及也极大地促进了数字媒体内容的发展。因此，构建一个宽带接入、内部互联、内容共享的数字家庭媒体中心的需求也变得日益突出。

    根据idc的定义，数字家庭是指可以实现家庭内部所有设施控制并可得到反馈信息，声音、文字、图像信息可在不同家用设备上共享，并可随时随地实现这些控制与信息共享[1]。idc的最新报告表明，至2008年数字家庭市场直接带来的网络、终端等相关软/硬件的投资将超过100亿美元，其中双向机顶盒2008年约安装3 300百万台，年复合增长率将达到311.7％，智能家庭网关由于其数字家庭高端解决方案的市场定位，2003～2008年的年复合增长率将高达89.4％[1]。因此，数字家庭媒体中心的推广必将会产生巨大的附加产值，带来巨大的发展潜力。从1994年数字家庭概念的诞生，到今天数字家庭市场的正式启动；从“维纳斯”计划的推出，到通用即插即用论坛（upnp，universal plug and play）、数字生活网络联盟（dlna，digital life network alliance）的成立，经过十余年的发展，数字化生活已进入了真正的发展期。

    1.2 arm技术的发展

    嵌入式系统源自80年代以来的8位单片机技术。在90年代后期，随着网络技术的飞速发展，人们的日常生活进入了后pc时代，许多电子设备需要tcp/ip网络功能和更智能、更强大的计算能力，如语音、音频、视频的数据采集、处理与传输，图形界面和触摸屏技术，无线控制技术和相应的软件协议等。因此，对功能更强大的嵌入式处理器的需求也变得越来越突出。arm作为嵌入式系统领域中应用最广泛的32位处理器体系结构，已遍及工业控制、消费类电子、通信系统、网络应用、无线通信、成像和安全等各类应用领域，并成为多个应用领域的标准cpu，arm技术已经渗透到人们生活的各个方面。

    采用arm技术知识产权（ip）核的微处理器目前包括：arm7系列、arm9系列、arm9e系列、arm10e系列、securcore系列、strongarm系列和xscale系列。它们的共同特点是：体积小，功耗低，成本低，性能高；支持thumb（16位）/arm（32位）双指令集，能很好地兼容8/16位器件；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大部分数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行效率高；指令长度固定。除了具有上述共同特点之外，每个系列还具有各自的特色和应用领域。其中，arm7、arm9、arm9e和arm10e为4个通用处理器系列，每个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求；securcore系列专门为安全性要求较高的应用而设计，如电子商务、电子政务、电子银行业务、网络和认证系统等领域；intel公司的strongarm系列融合了intel的设计和处理技术以及arm体系结构的电源效率，在软件上兼容armv4体系结构，同时还采用了具有intel自身优点的技术，适用于便携式通信和消费类电子领域；intel公司的xscale系列是基于armv5te体系结构的解决方案，具有高性能、高性价比、低功耗等优点，适用于数字移动电话、个人数字助理和网络产品等领域。

    2 数字家庭媒体中心系统的设计

    随着电子消费类设备需求的不断增加（如数码相机、数字摄像机、mp3播放器和高清dvd等设备）以及internet数字媒体内容的迅猛发展，家庭网络中的数字媒体内容开始持续增长，人们更加迫切地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以及外部internet充分流通和共享的需求，我们开发了一种高性价比的数字家庭媒体中心系统(dhmcs，digital home media center system)。该系统结合intel的ixp网络处理器和ess多媒体解码芯片，无缝地连接家庭内部的个人电脑和家电，并通过以太网/无线网络连接家庭外的宽带internet，在家庭环境内/外共享数字媒体内容，能够对多种媒体格式进行管理、存储、显示以及分配，提供集成的数据、多媒体应用以及自动控制与远程管理等功能。

    图1描述了dhmcs系统的整体框架。它通过dhcp协议、p