基于嵌入式系統(tǒng)的多媒體控制前臺設(shè)計

系統(tǒng)的應(yīng)用場合及意義

    在一個大型會議系統(tǒng)或多媒體電教室系統(tǒng)中往往通過中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的集中控制。點擊LCD觸摸屏，就能實現(xiàn)各種視像信號的快速切換(視頻信號、電腦信號)、燈光系統(tǒng)的調(diào)光或自動快速模式設(shè)定，以及各種音響系統(tǒng)調(diào)節(jié)，攝像、監(jiān)控、大屏幕投放、窗簾收放等一系列功能的程序化控制。

    這里的中央控制系統(tǒng)實際上是由一個帶處理器的智能控制平臺和帶多媒體設(shè)備接口的多路繼電器組成，前臺控制器可以設(shè)計成固定的臺式模式，也可以設(shè)計成便于攜帶的手持設(shè)備，它往往是通過無線方式控制多路繼電器主機，進而控制各種多媒體設(shè)備的開關(guān)及運行。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展為這一媒體控制器提供了一個可靠的平臺，而嵌入式處理器的更新?lián)Q代則意味著這個平臺將更加智能化，體積更小，功耗更低。 Intel公司推出的個人用戶端架構(gòu)(PCA)是一個開放的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用平臺，它以XSCALE系列嵌入式處理器為核心，處理器時鐘可達1GHz，并可達到1200MIPS，同時支持Linux、WinCE．NET和VxWorks等操作系統(tǒng)，是一個理想的面向無線互連的應(yīng)用平臺。

    我們設(shè)計的手持式媒體控制器就是在PCA架構(gòu)下，選用Intel PXA250的硬件平臺。媒體控制器所實現(xiàn)的主要功能都是在一個多媒體控制軟件上實現(xiàn)的，這個應(yīng)用軟件把多媒體設(shè)備的各種操作解析為各個操作碼，并提供了一個前臺界面可進行編程操作。這些編程命令以無線方式傳到一個多路繼電器主機，最終實現(xiàn)多媒體設(shè)備的智能控制。系統(tǒng)對實時性要求并不很高，我們采用的是微軟的Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)，它提供了windows程序員熟悉的開發(fā)環(huán)境，如API函數(shù)、ActiveX控件、消息隊列、COM接口、ATL和MFC，不僅提高了開發(fā)效率，更重要的是，還有利于移植從其它Windows平臺上已開發(fā)好的應(yīng)用程序。

設(shè)計思路與系統(tǒng)硬件框圖

    Intel R Xscale PXA250／210處理器是一個具有高集成度的通訊控制芯片，內(nèi)部集成了一個32bit XscaleRISC處理器內(nèi)核，并具有邏輯單元、多個通訊信道、LCD控制器、內(nèi)存PCMCIA控制器和通用的I／O口。它共有3個通用異步串行接口(UART)，其中包括一個藍牙串行口。每個串行口除了通用UART功能外，還包含一個低速紅外編解碼器，可直接與市售的紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(IrDA)兼容的LED收發(fā)器相連。

    從手持設(shè)備的無線選擇方式來看，主要有三種方案：一是在藍牙串行口后接一個藍牙模塊；二是選擇紅外無線遙控；三是用短距離的無線數(shù)傳芯片。對于藍牙方案，無線傳輸距離和芯片價格是值得考慮的地方：藍牙主要用于短距離傳輸(最多10米)，且芯片價格一直偏高，雖然目前也有使藍牙傳輸距離進一步加大的方案(可達100米)，但不幸的是，其價格也會比原來貴許多。紅外傳輸則沒有價格問題，但從手持設(shè)備所能提供的功耗來看，它能傳輸?shù)木嚯x實在太近，只有幾米，且對紅外發(fā)射角度有一定的要求，存在"必須保證傳輸信息的兩個設(shè)備正對，且中間不能有障礙物"等致命的缺陷。與前兩種方案相比，采用短距離的無線數(shù)傳芯片進行無線傳輸則靈活得多，價格上從低端到高端選擇余地很大，傳輸距離從幾十米到幾百米都有，功耗毫瓦級的也很多。

    考慮到多媒體控制系統(tǒng)的某些應(yīng)用場合，如多媒體語音教室、多媒體會議室的面積，故對無線設(shè)備的傳輸距離有一定的要求，最好在百米范圍內(nèi)并有一定穿透力為宜，且由于屬于手持設(shè)備，功耗應(yīng)盡可能小。無線設(shè)備主要傳輸?shù)氖抢^電器動作及媒體控制命令，因此無線通信的數(shù)據(jù)量不大，對無線模塊的速度要求不高。綜合以上分析，媒體控制手持設(shè)備的無線模塊最好采用第三種方案，即選用短距離低功耗的無線射頻芯片。無線模塊與INTEL PXA250連接也有多種選擇，如GPIO、IIC、USB、串口等，從硬件連接及通信協(xié)議最簡化來看，選擇串口與無線模塊相連是最佳的。

媒體控制手持設(shè)備主要功能描述如下：

1．CPU

采用Intel的Xscale PXA250處理器，運行于400MHz(Xscale core)；

32Bit RISC處理器，具有32K指令緩沖，32K數(shù)據(jù)緩沖，MMU單元，Mini cache；

很低的電源要求，可由鋰電池或AA／AAA電池供電；

內(nèi)部PCMCIA控制器；

2．內(nèi)存

采用三星SDRAM，32M字節(jié)SDRAM內(nèi)存(最大可到64Mbytes)；

采用Intel的快速頁面讀取模式的StrataFlash，16M字節(jié)Flash內(nèi)存(最大可到32Mbytes)；

3．外沒

TFT 640