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在UP-TECH嵌入式掌上娱乐系统设计方案
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2017-10-25
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嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。近年来，随着微处理器技术、DSP 技术、多媒体编解码技术以及嵌入式技术的发展，多媒体娱乐终端已经成为消费性电子产品的热点。同时，逐渐成熟的市场随着MP3 在市场上取得的巨大成功，以及MP4、数字电视、3G 通讯等相关技术的起步，在未来几年内都将会得到快速发展。多媒体终端正是数字信息产业的一个重要组成部分， 所以在这个背景下，MultimediaTerminal 蕴含着极大地发展潜力。本文是基于Linux 嵌入式操作系统在UP-TECHS3C2410 DVK1.1 开发平台下设计并实现了一个高性能、低功耗、低成本的嵌入式掌上娱乐系统。
1 系统概述
本系统以UP-TECH S3C2410 DVK1.1 为开发平台，使用嵌入式linux 作为操作系统。
本系统的实现包括两个方面，一是底层系统的搭建。本系统是在通用的嵌入式Linux 操作系统上进行适当的裁剪，使其符合系统的硬件平台，并且初始化开发底层的驱动，实现了对系统的控制以及数据的存储和传输。二是应用层的实现。
系统的底层包括文件系统的搭建以及各种接口部件的驱动程序，这些驱动程序通过嵌入式Linux 操作系统进行调用，然后完成应用的功能，为上层的接口层和应用层提供服务［5］。
中间的嵌入式GUI 为接口层，采用QT4 作为用户GUI 的界面库。QT4 是基于服务器-客户端的一种用户界面中间件，提供了丰富的功能控件和精美的界面设计功能，可以便捷的设计出所需要的各种功能模块。
系统的最上层就是直接面向用户的应用层。该层采用QT4 设计，向用户提供了精美的用户界面，用户可以通过触摸屏方便的调用相关功能。系统的软件结构框图如图1 所示：
图1 系统的软件结构框图
应用层的设计是本文主要的开发工作，主要包含以下几种功能模块：
① 多媒体功能模块：调用MPlayer 播放器对系统内存或者USB 接口中的外存定位对应的体文件，并将其解码；视频、视频文件可以全屏播放/最小播放。几乎可以播放市面上现存的所有的音频、视频文件。
② 娱乐游戏功能：提供了几个界面友好有趣的游戏，增加系统的娱乐性。
2 开发平台
2.1 硬件开发平台介绍
硬件平台采用博创UP-TECH S3C2410 DVK1.1 开发板，处理器类型：Samsung S3C2410.主频：203MHZ。
它适用于工业控制、移动通信设备、医疗仪器等多种场合，外扩64MB NAND FLASH 和64M SDRAM，提供USB2.0 接口与计算机进行高速通信；该平台集成了大尺寸LCD 触摸屏，型号：LQ080V3DG01，分辨率：640*480 像素，这也是选择它作为开发平台的重要原因。系统硬件结构框图如图2 所示。
图2 系统硬件结构框图
2.2 软件开发平台介绍
在系统层，由于UP-TECH S3C2410 DVK1.1 开发板提供原始的系统（vivi、linux-2.4、root.cramfs）版本低，因此，针对多媒体娱乐系统，裁剪移植了适合本系统的Uboot-1.1.6、linux-2.6.24 内核和yaffs 文件系统。该系统使用较为通用的bootloader:UBoot，网络资源较多的内核linux2.6 和可读可写的yaffs 文件系统，易于系统的开发。并配置了LCD 屏驱动、网卡驱动、SD 卡等驱动。
在应用层，采用QT SDK 设计所有的应用程序。
Qt 是一个跨平台的C++图形用户界面（GUI）库，包括跨平台类库、集成开发工具和跨平台IDE.使用Qt“一次开发，多次编译”，无须重新编写源代码，便可跨不同桌面和嵌入式操作系统部署这些应用程序。
3 实现原理
应用层软件的设计主要包括两个模块：多媒体播放器以及游戏模块。用户主界面设计了一个主框架，然后将其他功能模块的图标放在该框架内，完成了整体的规划设计。下面详细介绍这两个功能模块的设计与实现。
1 系统概述
本系统以UP-TECH S3C2410 DVK1.1 为开发平台，使用嵌入式linux 作为操作系统。
本系统的实现包括两个方面，一是底层系统的搭建。本系统是在通用的嵌入式Linux 操作系统上进行适当的裁剪，使其符合系统的硬件平台，并且初始化开发底层的驱动，实现了对系统的控制以及数据的存储和传输。二是应用层的实现。
系统的底层包括文件系统的搭建以及各种接口部件的驱动程序，这些驱动程序通过嵌入式Linux 操作系统进行调用，然后完成应用的功能，为上层的接口层和应用层提供服务［5］。
中间的嵌入式GUI 为接口层，采用QT4 作为用户GUI 的界面库。QT4 是基于服务器-客户端的一种用户界面中间件，提供了丰富的功能控件和精美的界面设计功能，可以便捷的设计出所需要的各种功能模块。
系统的最上层就是直接面向用户的应用层。该层采用QT4 设计，向用户提供了精美的用户界面，用户可以通过触摸屏方便的调用相关功能。系统的软件结构框图如图1 所示：
图1 系统的软件结构框图
应用层的设计是本文主要的开发工作，主要包含以下几种功能模块：
① 多媒体功能模块：调用MPlayer 播放器对系统内存或者USB 接口中的外存定位对应的体文件，并将其解码；视频、视频文件可以全屏播放/最小播放。几乎可以播放市面上现存的所有的音频、视频文件。
② 娱乐游戏功能：提供了几个界面友好有趣的游戏，增加系统的娱乐性。
2 开发平台
2.1 硬件开发平台介绍
硬件平台采用博创UP-TECH S3C2410 DVK1.1 开发板，处理器类型：Samsung S3C2410.主频：203MHZ。
它适用于工业控制、移动通信设备、医疗仪器等多种场合，外扩64MB NAND FLASH 和64M SDRAM，提供USB2.0 接口与计算机进行高速通信；该平台集成了大尺寸LCD 触摸屏，型号：LQ080V3DG01，分辨率：640*480 像素，这也是选择它作为开发平台的重要原因。系统硬件结构框图如图2 所示。
图2 系统硬件结构框图
2.2 软件开发平台介绍
在系统层，由于UP-TECH S3C2410 DVK1.1 开发板提供原始的系统（vivi、linux-2.4、root.cramfs）版本低，因此，针对多媒体娱乐系统，裁剪移植了适合本系统的Uboot-1.1.6、linux-2.6.24 内核和yaffs 文件系统。该系统使用较为通用的bootloader:UBoot，网络资源较多的内核linux2.6 和可读可写的yaffs 文件系统，易于系统的开发。并配置了LCD 屏驱动、网卡驱动、SD 卡等驱动。
在应用层，采用QT SDK 设计所有的应用程序。
Qt 是一个跨平台的C++图形用户界面（GUI）库，包括跨平台类库、集成开发工具和跨平台IDE.使用Qt“一次开发，多次编译”，无须重新编写源代码，便可跨不同桌面和嵌入式操作系统部署这些应用程序。
3 实现原理
应用层软件的设计主要包括两个模块：多媒体播放器以及游戏模块。用户主界面设计了一个主框架，然后将其他功能模块的图标放在该框架内，完成了整体的规划设计。下面详细介绍这两个功能模块的设计与实现。
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