基于ARM Linux QT的掌上多媒體系統(tǒng)的設計和實現
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隨著人們生活水平的提高，消費結構發(fā)生了巨大變化，消費者用于娛樂方面的支出在總支出中所占的比例正在不斷擴大。掌上多媒體系統(tǒng)可以滿足人們對于試聽以及便攜的需求，另外還可以實現一些其他功能，如圖片瀏覽、網絡下載、以及影音錄制等。目前市場上的掌上多媒體系統(tǒng)多是Windows CE、Symbian、Palm OS等商用操作系統(tǒng)，其開放的程序不夠高，而且價格偏高，不適于第三方應用軟件的移植。ARM體系作為專用嵌入式系統(tǒng)設計的通用處理器內核，具備高性能、低功耗、易擴展的特點。本系統(tǒng)基于ARM9、嵌入式Linux操作系統(tǒng)設計并實現了一個更為開放的嵌入式平臺，來實現掌上多媒體系統(tǒng)的諸多功能。
1 多功能掌上媒體播放器系統(tǒng)的硬件設計
多功能掌上媒體播放器系統(tǒng)的硬件設計如圖1所示。LCD采用的是Sharp的TFT屏，3．52in，分辨率240×320；音頻控制器是IIS接口的音頻控制器，解碼芯片是UDA1314TS；另外擴展了用于視頻錄制的Philips的視頻解碼芯片SAA7113和ADI的JPEG壓縮芯片。視頻錄制的框圖如圖2所示。
2 多功能掌上媒體播放器系統(tǒng)的軟件設計
系統(tǒng)設計和軟件設計是本系統(tǒng)的難點。系統(tǒng)軟件設計的總體框架如圖3所示。
2．1 嵌入式Linux操作系統(tǒng)
Linux最初由Linux Torvalds編寫，后來在網絡上被眾多的Linux愛好者加以修改和維護，具有內核高效穩(wěn)定、開源、可移植性強、內核可定制可裁剪、多線程多任務等特點，因此選擇其作為本媒體播放器系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。圖1多功能掌上多媒體系統(tǒng)的硬件設計圖2多功能掌上多媒體系統(tǒng)的視頻錄制系統(tǒng)的框圖圖3多功能掌上多媒體系統(tǒng)的軟件設計總體框架
首先定制裁剪并移植了Linux2．6的內核，然后為使各硬件能正常工作編寫了鍵盤驅動、LCD驅動、觸摸屏驅動、音頻驅動、USB驅動等驅動。多功能掌上多媒體系統(tǒng)的正常工作首先是進入ARM－Linux操作系統(tǒng)，然后加載各個硬件的驅動程序并初始化各外圍設備，接著就進入基于QT／Embedded庫的Qtopia桌面系統(tǒng)編寫的GUI圖形界面程序的播放器，最后選擇要進行的操作。
對于Linux內核的移植首先要移植bootloader，系統(tǒng)采用的是VIVI，其功能包括：分區(qū)管理、參數管理、啟動Linux操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)管理、支持網絡、通過串口下載程序到Flash或者RAM等。建立嵌入式開發(fā)環(huán)境，使得能夠交叉編譯源代碼，對VIVI的源代碼進行交叉編譯，生成能在ARM Linux上運行的bin文件，通過開發(fā)板的JTAG口將其燒寫到開發(fā)板的Flash中。
對內核的移植首先要對內核進行修改MAKEFILE文件指定編譯器以及目標平臺，然后配置內核，交叉編譯生成內核鏡像，通過UART口(串口)下載到開發(fā)板上。移植相應的文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)中的文件是數據的集合，不僅包含著文件中的數據，而且還有文件系統(tǒng)的結構，所有Linux用戶和程序看到的文件、目錄、軟連接及文件保護信息等都存儲在其中。在設計過程中把文件系統(tǒng)設置為可讀寫，這樣操作性強一些，在投入到生產中的時候應該把文件系統(tǒng)設置為只讀的，這樣整個掌上多功能媒體播放器的操作系統(tǒng)就加載好了。
2．2 驅動程序的設計
本系統(tǒng)共涉及到鍵盤驅動、觸摸屏驅動、LCD驅動、音頻驅動和USB驅動等驅動。因為多媒體功能是本系統(tǒng)的重點，所以播放器部分很重要，這里主要介紹音頻驅動的編寫。
目前Linux下常用的音頻驅動程序主要有兩種類型：OSS(Open Sound System) 和ALSA。最早出現的Linux上的編程接口是OSS，它由一套完整的內核驅動程序模塊組成，可為大多數音頻芯片驅動提供統(tǒng)一的編程接口。在嵌入式系統(tǒng)中，對于特定的處理器(如本系統(tǒng)采用的S3C2410)，可以按照OSS接口標準來編寫音頻驅動程序，以滿足Linux上的應用程序。OSS接口已經足夠簡單，需要完成的主要的工作就是對音頻設備(本系統(tǒng)采用的是Philips的UDA1314TS)的read，write和ioctl等操作。
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