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随着下一代数字家庭应用模式的兴起,家庭网关作为数字家庭的核心设备,日益成为人们关注的焦点。传统家庭网关通常仅作为家庭内外网的连接枢纽,无法满足下一代数字家庭网络在信息安全、高QoS(Quality of Service)、设备自动探测互联方面的要求,因此有必要研究和设计下一代数字家庭智能媒体网关,以期实现数字家庭对于网关数字化和智能化的需要。在简略描述了适用于下一代数字家庭的网络互联协议DLNA(Digital Living Network Alliance)的基本内容后,分析了该协议的组成架构、技术基础和不足之处。并指出了传统家庭网关在QoS方面的架构性缺陷,提出了一种QoS架构的改进设计。以Intel Ixp 425 CPU(Central Processing Unit)和Sigma EM8620L媒体芯片为核心,构建出智能媒体网关系统的硬件平台,包括CPU模块、媒体处理模块、存储模块等。在此基础之上,结合在DLNA和QoS方面的研究成果,设计了由内核层、中间件层和应用层组成的分层软件系统架构。其中中间件层又分为DLNA协议栈、QoS管理、图形处理和媒体处理四个子系统,以分别满足智能媒体网关在智能化、高QoS、图形界面绘制和音视频处理方面的功能需求。在内核层,针对系统硬件平台设计和实现了带有压缩和解压缩功能的BootLoader,可以将压缩后的系统映像文件通过以太网下载到目标板RAM(Random Access Memory)中解压缩执行;在中间件层,阐述了DLNA协议栈和QoS中间件模块的实现方法;在应用层,以DLNA协议栈在媒体播放器中的应用和播放器引擎为重点,分析了核心应用软件DLNA媒体播放器及其相关辅助应用模块的设计和实现。系统的设计和实现融合了DLNA网络互联协议,在网关的QoS架构方面做出了一定改进,软件系统设计结构清晰、功能完整,较好地适应了下一代数字家庭的市场需求。