在UP-TECH S3C2410 DVK1.1開發平臺上的嵌入式掌上娛樂系統設計

嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。近年來，隨著微處理器技術、DSP 技術、多媒體編解碼技術以及嵌入式技術的發展，多媒體娛樂終端已經成為消費性電子產品的熱點。同時，逐漸成熟的市場隨著MP3 在市場上取得的巨大成功，以及MP4、數字電視、3G 通訊等相關技術的起步，在未來幾年內都將會得到快速發展。多媒體終端正是數字信息產業的一個重要組成部分，所以在這個背景下，MultimediaTerminal 蘊含著極大地發展潛力。本文是基于Linux 嵌入式操作系統在UP-TECHS3C2410 DVK1.1 開發平臺下設計并實現了一個高性能、低功耗、低成本的嵌入式掌上娛樂系統。

1 系統概述

本系統以UP-TECH S3C2410 DVK1.1 為開發平臺，使用嵌入式linux 作為操作系統。

本系統的實現包括兩個方面，一是底層系統的搭建。本系統是在通用的嵌入式Linux 操作系統上進行適當的裁剪，使其符合系統的硬件平臺，并且初始化開發底層的驅動，實現了對系統的控制以及數據的存儲和傳輸。二是應用層的實現。

系統的底層包括文件系統的搭建以及各種接口部件的驅動程序，這些驅動程序通過嵌入式Linux 操作系統進行調用，然后完成應用的功能，為上層的接口層和應用層提供服務[5].

中間的嵌入式GUI 為接口層，采用QT4 作為用戶GUI 的界面庫。QT4 是基于服務器-客戶端的一種用戶界面中間件，提供了豐富的功能控件和精美的界面設計功能，可以便捷的設計出所需要的各種功能模塊。

系統的最上層就是直接面向用戶的應用層。該層采用QT4 設計，向用戶提供了精美的用戶界面，用戶可以通過觸摸屏方便的調用相關功能。系統的軟件結構框圖如圖1 所示：

圖1 系統的軟件結構框圖

應用層的設計是本文主要的開發工作，主要包含以下幾種功能模塊：

① 多媒體功能模塊：調用MPlayer 播放器對系統內存或者USB 接口中的外存定位對應的體文件，并將其解碼；視頻、視頻文件可以全屏播放/最小播放。幾乎可以播放市面上現存的所有的音頻、視頻文件。

② 娛樂游戲功能：提供了幾個界面友好有趣的游戲，增加系統的娛樂性。

2 開發平臺

2.1 硬件開發平臺介紹

硬件平臺采用博創UP-TECH S3C2410 DVK1.1 開發板，處理器類型：Samsung S3C2410.主頻：203MHZ。

它適用于工業控制、移動通信設備、醫療儀器等多種場合，外擴64MB NAND FLASH 和64M SDRAM,提供USB2.0 接口與計算機進行高速通信；該平臺集成了大尺寸LCD 觸摸屏，型號：LQ080V3DG01,分辨率：640*480 像素，這也是選擇它作為開發平臺的重要原因。系統硬件結構框圖如圖2 所示。

圖2 系統硬件結構框圖

2.2 軟件開發平臺介紹

在系統層，由于UP-TECH S3C2410 DVK1.1 開發板提供原始的系統（vivi、linux-2.4、root.cramfs）版本低，因此，針對多媒體娛樂系統，裁剪移植了適合本系統的Uboot-1.1.6、linux-2.6.24 內核和yaffs 文件系統。該系統使用較為通用的bootloader:UBoot,網絡資源較多的內核linux2.6 和可讀可寫的yaffs 文件系統，易于系統的開發。并配置了LCD 屏驅動、網卡驅動、SD 卡等驅動。

在應用層，采用QT SDK 設計所有的應用程序。

Qt 是一個跨平臺的C++圖形用戶界面（GUI）庫，包括跨平臺類庫、集成開發工具和跨平臺IDE.使用Qt一次開發，多次編譯,無須重新編寫源代碼，便可跨不同桌面和嵌入式操作系統部署這些應用程序。

3 實現原理

應用層軟件的設計主要包括兩個模塊：多媒體播放器以及游戲模塊。用戶主界面設計了一個主框架，然后將其他功能模塊的圖標放在該框架內，完成了整體的規劃設計。下面詳細介紹這兩個功能模塊的設計與實現。

3.1 播放器的實現

對于音頻和視頻的播放，本系統使用QT 設計一個前端播放、控制界面，并使用Mplayer 作為后端程序，能播放mp3、ogg、ogm、wma、wav、asf、au、avi、mpeg、mpg、mv1、mov、wmv、pls、m3u、mp4、 m4a 等音頻和視頻格式。播放器模塊的結構圖如圖3 所示，播放器使用Mplayer 作為后端程序（紅色部分），使用QT4開發前端程序（綠色部分）。

圖3 播放器結構圖

3.1.1 后端程序簡介

本系統使用Mplayer 作為其后端程序。MPlayer被評為Linux 下的最佳媒體播放工具，不需要任何系統解碼器就可以播放包括視頻、音頻、流媒體、廣播、電視等各種媒體。

Mplayer 另一個重要特點在于其開源性。

Realplayer,Windows Media Player,Quick Time 等許多播放軟件都是性能優秀的播放軟件，但由于它們都不開放源代碼，給移植帶來了麻煩。同時MPlayer 還具有良好的移植性，可以移植到許多非X86 平臺上，MPlayer 軟件包中含有針對ARM 架構的優化代碼，這些代碼利用ARM 的特性加快了對媒體的處理速度。

基于以上多個原因，本系統選擇了MPlayer 作為娛樂終端的播放軟件。本系統通過移植Mplayer 來實現對視頻的播放功能。Mplayer 編、解碼模塊，是系統的音、視頻處理中心，在mplayer 的編解碼庫中，包含的大量的音、視頻格式處理程序，經過編譯優化過的mplayer 可以完成對大多數音、視頻格式高效的編解碼工作。

3.1.2 前端程序的設計與播放器的實現

主界面窗口有一個顯示屏和一些控制按鈕，包括播放、暫停、下一首、上一首、音量調整以及播放進度條。文件操作窗口可以使用戶選擇要播放的文件。