1绪论
1.1课题的研究目的和意义
由于目前人们信息化网络化生活的需要,毕业论文范文伴随多媒体压缩技术和网络传输技术的成熟,开发实时可靠、多功能、数字化、操作简单用户友好的多媒体播放平台是通信、消费电子的重要发展方向之一 。
本课题研究了网络流媒体技术及音频视频压缩技术,使用ARM嵌入式处理器搭配扩展功能模块,并且通过裁剪移植Linux操作系统设计实现出一种新型多媒体播放平台。这一播放平台体积小、携带方便、支持音频视频的格式多样,克服了传统多媒体播放平台视频格式支持能力不足、扩展功能不足、按键使用不方便、操作系统简单、开发环境不方便周期较长等缺点。在触屏操作之外,本课题还设计红外接收电路实验遥控操作,方便用户选择。此外,还配有大容量SD卡槽,使用户获得更大的存储使用空间。
1.2研究现状
1.2.1嵌入式系统的研究现状
嵌入式系统的硬件方面,已经发展出相当多的成熟的底层硬件平台,各大公司都推出了各种微处理器芯片,如Intel公司的XScale系列、TI公司的C5470/C5471、三星公司的S3C6410等。此外,许多公司还推出了用于学习和研发的各种配套开发平台。
1.2.2 Linux多媒体播放平台的研究动态
下面对上述课题的国内外研究现状进行说明。
1)使播放器更加容易扩展。具体来说,就是播放器能够很方便地扩展新的媒体类型和传输协议。目前国内还没有研发出自己的拥有可扩展性的多媒体播放器。国外应用最广泛的可扩展性播放器主要有Real Player和幵源软件Mplayer。在这一类软件中,解码器以插件形式附着在播放器中工作,第三方的开发者可以根据插件接口规范开发新的解码器。但是这些软件只支持扩充新的媒体类型,传输协议无法扩充。
2)设计小规模的专用嵌入式多媒体播放器。这一课题即为针对不同的客户需要的媒体格式和协议开发专用的播放器系统。实现这一目的一般方法是配合相应的编码压缩机制。视频监控系统以及网络直播系统多使用这种嵌入式播放器。
3)多媒体编码技术的移植。主流的多媒体编码算法,如rm、asf、wnrw、wma、mov等,由于不属于国际标准,没有公开,移植存在着许多问题。国内对这一课题还没有进行相关的研究,国外主要有两种技术路线:第一种是Linux平台上的播放器使用最多的方法,具体步骤是使这种静态仿真的调用方式缺点也很明显,执行效率较低、可靠性差,发布过程中软件的版权问题也无法解决。第二种为直接研究流媒体格式与编解码算法,逆向工程(ReverseEngineering)就是为了这个目的创办的,这己经成为流媒体编码技术移植的发展趋势,但是难度与工作量较大,实现起来不容易。
2总体设计
2.1嵌入式系统概述
系统总体开发中,首先要进行处理性选择,以更好的满足特定需求。然后进行开发环境的选择,包括操作系统的选择和开发工具的选择。本文选择了 ARM11作为处理器,嵌入式Linux作为操作系统。
2.2软件开发流程
嵌入式系统的特点决定了嵌入式软件运行的目标板资源有限,无法安装独立的开发环境。所以,嵌入式软件开发要在交叉编译环境中完成编译、链接和调试。
在交叉编译环境中,宿主机和目标板通过串口线进行通信,宿主机中安装交叉编译工具链,实现目标板中待幵发软件的编译和链接。之后将宿主机上开发完成的软件下载到目标板上测试,目标板本身并不具备任何编译链接的能力。
嵌入式Linux环境有内核及多个可以定制的模块组成,针对本播放器,进行了一些裁剪和配置。一般情况下,嵌入式多媒体播放器的软件主要分为以下几部分:引导加载程序Bootloader、Linux内核、文件系统及应用程序。在FLASH存储器中,以上几部分的分布如图2.4所示。
3嵌入式多媒体播放器硬件平台..................10
3.1核心板设计..................10
3.2底板设计..................12
3.3红外遥控设计..................18
3.4硬件平台测试..................23
4嵌入式多媒体播放器软件平台..................25
4.1嵌入式开发环境的建立..................25
4.2引导装载程序BOOTLOADER..................28
4.3Linux 内核..................31
4.4移植u-boot和内核到开发板..................35
4.5 根文件系统..................37
5应用软件设计..................41
5.1解码器设计..................41
5.2 播放软件设计..................46
5.3 MiniGUI的移植与播放器图形界面设计.................. 52
5.3.1MiniGUI的体系结构与运行模式.................. 52
5.4播放器图形界面开发..................54
5.5 播放测试..................58
总结
本论文设计并实现了一种嵌入式多媒体播放器,利用ARMll S3C2410及Linux操作系统搭建,主要涉及ARM硬件平台搭建、Bootloader移植、内核移植以及根文件系统的制作、播放软件设计以及图形用户界面设计等内容。
经过实验测试,播放器可播放当前绝大多数的主流多媒体文件,包括音频文件mP3、AAC等,视频文件mpeg系列、rm等,基本达到了预期设定。另外,播放器配备了触摸屏和红外遥控以方便用户使用,这两个功能经测试也能够正常使用。在整个课题实现期间,我主要完成了如下的工作:
软件平台设计:在操作系统平台移植中部分,建立了交叉编译环境,移植了Linux内核、引导装载程序uboot,制作了自己的yaffs2文件系统并移植至嵌入式Linux。应用软件部分,以Mplayer为模板设计了播放器软件,给出了播放器工作的流程;使用MiniGUI为播放器开发了图形操作界面。
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