【正文】 n System ，縮寫為 IOS）；另一家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商 Juniper 所使用的JunOS 系統(tǒng)直接運(yùn)行于 Free BSD 內(nèi)核 之上 ，和內(nèi)核聯(lián)系緊密 。 三星、 Ubuntu 等許多公司 的系統(tǒng) 都是 是基于Linux 開發(fā)而來的，僅有少數(shù)是個(gè)例外如 FirefoxOS，該系統(tǒng)是基于 HTML5的，畢竟火狐本身就是一個(gè)瀏覽器廠商。貝爾實(shí)驗(yàn)室的母公司 —— 美國電話和電報(bào)公司（ ATamp。 Linux，最大的特色是開源 和免費(fèi)，遵循著 GPL 開發(fā)者們可以根據(jù)自身需要靈活的進(jìn)行定制化開發(fā)，因此 也產(chǎn)生了相當(dāng)多的 Linux 的發(fā)行版本。但 2020 年全球 PC 市場在過去的 10年間首次出現(xiàn)下滑 ，而 ARM 的份額逐年穩(wěn)步增長。 2020 年 Nokia 公開了 Qt 的源代碼。現(xiàn)分別介紹： (1)Qt/X11 ： 是 指 用 專 門 于 Linux 或者 Unix 的 版 本 。能 通過圖形界面 控制播放和暫停、快進(jìn)快退、上下曲、音量增減、顯示歌曲狀態(tài)信息等功能。 介紹 RedHat、 VMware Station 及其相關(guān)的使用和技巧。播放器系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)由 下到上為 :應(yīng)用層 （ Qt 、 MPlayer） 、操作系統(tǒng)層 (Linux)、驅(qū)動層 （音頻驅(qū)動、液晶屏幕驅(qū)動 等 ） 和物理層 （ ARM 芯片以及外圍電路） 。 開發(fā)板加電后 S3C2440 將 Nand flash 的前 4k(保存有 Uboot 的部分功能 )中的內(nèi)容拷貝到 SDRAM。 NOR Flash 用來存放著引導(dǎo)程序 Uboot； NAND 中除了放著 Uboot 還有系統(tǒng)內(nèi)核及文件系統(tǒng)，以及歌曲文件 ； SDRAM 用于存放著系統(tǒng)的運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；液晶觸摸屏可以讓用戶 進(jìn)行操作，播放視頻時(shí)還可以看到視頻； 系統(tǒng)采用嵌入式 Linux 系統(tǒng) ， Linux 操作系統(tǒng)具有 很 多優(yōu)點(diǎn)， 如 內(nèi)核可裁剪 、 高度的可移植性 等， 支持 幾 乎所有的主流芯片，并且還在不斷 地 被移植 至新的芯片上 。 編譯器： gcc， armlinuxgcc、 makefile 工具、庫函數(shù)等。 目前 ，Windows 操作系統(tǒng)中 的 很多常用軟件并不支持在 Linux 平臺上運(yùn)行， 如果直接安裝 Linux，那么在 純粹 的 Linux 環(huán)境中，將會有很多不便。 簡單說來，其實(shí) VMware 快照就是將當(dāng)前 VMware 虛擬環(huán)境里的系統(tǒng)所有環(huán)境做個(gè)備份（即照個(gè)相），讓我們虛擬機(jī)里的系統(tǒng)出問題之后可以馬上恢復(fù)。 Linux 操作系統(tǒng) 同時(shí) 也是自由軟件 運(yùn)動中 和開放源代碼 社區(qū)發(fā)展中最著名的例子。 Fedora 是 Redhat桌面版本的延續(xù)， 其 是與開源社區(qū)合作的。 RedHat Enterprise Linux 的詳細(xì)的安裝過程就不在贅述了。 有時(shí) 需要將 Windows 下面的文件和 Linux 共享起來，這樣就可以方便的在 Linux 下面編譯運(yùn)行代碼，然后把 編譯后的數(shù)據(jù) 通過 Windows 下的工具 傳到 開發(fā)板里面。 (4)在控制臺輸入“ armlinuxgcc v”，出現(xiàn) 圖 中的 信息 ， 最后一行信息 表明安裝成功。 Bootloader（即 Uboot）的功能： 設(shè)置并初始化 硬件如 CPU、 RAM 、中斷、時(shí)鐘 、串口 ；引導(dǎo)操作系統(tǒng)；下 載程序、燒寫系統(tǒng)、 開機(jī) LOGO、驅(qū)動管理和閃存分區(qū)管理 等功能 。 圖 對 CPU 的配置 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 21 設(shè)置好相關(guān)參數(shù)之后，在“ File” 菜單中，選擇 “Open” ，打開要燒寫的鏡像文件，這里我們燒寫 文件。這些步驟就不進(jìn)行詳細(xì)敘述了。 簡單地說 移植就是根據(jù) 用戶自行 選擇的硬件平臺 進(jìn)行 重新 修改和 編譯 源代碼，進(jìn)而使源代碼 支持 相 應(yīng)的硬件，使 編譯后的文件（如系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序等） 可以在該硬件平臺上運(yùn)行 。 還有其他需要修改 的 參數(shù) ， 比如 根據(jù)開發(fā)板 對 機(jī)器碼 進(jìn)行 修改 、指定閃存 參數(shù)（ 例 如關(guān)閉 ECC校驗(yàn) ） 、設(shè)置 晶振頻率等。 開源播放軟件 MPlayer 的 安裝和 移植 在 X86平臺上 安裝 MPlayer MPEG1,MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中定義的第 1， 2， 3層的音頻壓縮是流行的有損音頻壓縮方式 [6]。 將歌曲 “ ” 復(fù)制到 /opt/目錄下，輸入如下命令： mplayer /opt/songs/ ， 就進(jìn)入播放界面了，如圖 所示。 解壓 源碼包 之后 ， 會 在當(dāng)前目錄下生成的 目錄 。 （ 說明 ： 第二行 的 disablemp3lib ， 表示 使編譯的時(shí)候不包含 mp3lib 解 碼器 ， 因?yàn)?本 次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的 MPlayer 播放器 將使用 解碼性能 更優(yōu)秀的 mad 解碼器， 即 15 行 的 enablemad 參數(shù) 。 而 connect 則是 Qt中最重要的特征，其在 Qt對象之間建立了一種單向的連接。 QT/E 可以直接操縱內(nèi)核 FrameBuffer，將解碼后的數(shù)據(jù)通過 FrameBuffer直接送到 嵌入式 Linux系統(tǒng) 的幀緩沖區(qū) ， 這樣 LCD屏幕上 就會 顯示 相關(guān)的文字、圖片 或者 視頻了 。 圖 建立工程 圖形用戶接 口 解碼庫 圖形界面 輸入和輸出 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 34 圖 指定 文件名稱 在 本程序中 ，作者自行定義了一個(gè)名為“ mplayer”的類，其繼承于 QWidget類。 如圖 、 。這個(gè)模型的 核心 就是 之前 所介紹的信號和槽機(jī)制。 生成 Makefile 文件由開發(fā)軟件自動實(shí)現(xiàn)，不需用戶手動生成。 上層 應(yīng)用 程序 Qt/E 提供的 API Qt/E 內(nèi) 核 圖形抽象層 輸入抽象層 FrameBuffer 層 輸入設(shè)備驅(qū)動 操作系統(tǒng) 內(nèi)核 引導(dǎo)程序 底層硬件 圖 Qt/E 體系結(jié)構(gòu) Qt/E 作為 GUI 提供了 用戶界面 ，利用內(nèi)核幀緩沖來 向 LCD 屏幕 輸出，消除對特定架構(gòu)的依賴，從而保證可移植性 ， 應(yīng)用程序可以通過一組 事先就 定義南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 32 好的接口 來直接 操作顯示設(shè)備 。編程時(shí)，信號（槽）之間會通過相互關(guān)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)類似于 C/C++語言中的函數(shù)調(diào)用和交互。 (說明 ， ac mad 表示使用mad庫 來解碼 )，如圖 所示。為了方便下一步對 MPlayer 的編譯，將 一小節(jié)中生成的 、 對應(yīng)地 放到 /tmp/libmad/mad/目錄下的 include 和 lib 目錄下面。 解壓 軟件包 ， 會 生成 目錄。 為了實(shí)現(xiàn) MP3音樂文件的播放，還需要解碼庫才能正常播放 MP3音樂文件，比 如 libmad就是一個(gè)開源 MP3解碼庫，對 MP3解碼算法做了很多優(yōu)化。 嵌入式 Linux 系統(tǒng)中， 通常使用 支持圖形化操作的 Busybox 工具 來 移植根文件系統(tǒng)。 在 Uboot 是一種用于嵌入式系統(tǒng)中的開機(jī)引導(dǎo)程序。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 24 第四章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 關(guān)于移植的原理和介紹 使某個(gè)平臺的代碼運(yùn)行在其他平臺上過程稱為移植。 圖 由 NOR 啟動， Uboot 界面 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 22 從鍵盤輸入“ 1”，按回車， 向 NAND 進(jìn)行燒寫 Uboot 的工作，如圖 所示。 圖 JLink 仿真 器 連接 開發(fā)板 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 20 燒寫軟件工具： Setup_JLinkARM_V408i （安裝好之后，桌面出現(xiàn)多個(gè)快捷方式 ，點(diǎn)擊一個(gè)名為 JFlash ARM 的快捷方式 ） 。 Linux 下的的開源 Bootloader 有 GRUB、LILO、 Loadlin、 RedBoot、 UBoot、 BLOB、 LinuxBIOS、 Etherboot 和 ROLO等。 (6)安裝完 VM Tool 之 后，再 進(jìn)入 /mnt/hgfs/目錄下， 就可以看到 已經(jīng) 共享的文件了。 本次畢業(yè)設(shè)中 ，有幾次都在編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)， 并提示缺少如 ncurses libraries、 autoconf、 g++等 軟件，使用這個(gè)方法可以快速安裝這些軟件。目前最新版本已經(jīng)到 版本。 Red Hat Linux 自 之后不再發(fā)布個(gè)人用戶版，從此專注于企業(yè) 級用戶： 2020 年 4 月 30 日， Red Hat 公司正式停止對 Red Hat Linux 版本的支持，標(biāo)志著 Red Hat Linux 的正式完結(jié)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，就使用了幾次快照進(jìn)行還原?？梢哉J(rèn)為 虛擬機(jī) 是 運(yùn)行在 同 主機(jī)操作系統(tǒng) 平行的 底層 硬件 環(huán)境 中的 。 USB 下載線：可以使用 DNW 軟件 下載 Uboot、 系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng) 鏡像文件 到開發(fā)板 ，傳輸 速率較快 。 (2)交叉編譯環(huán)境 交叉編譯是指 :在 PC 機(jī)上編譯 ,在目標(biāo)板上 直接可以 執(zhí)行 ，不需要 重新 在目標(biāo)平臺上面進(jìn)行編譯了 。 如果將 S3C2440 配置成從 NOR Flash啟動（ 開發(fā) 板 啟動開關(guān)拔 至 NOR端 ），0x00000000 就是 NOR Flash 實(shí)際的起始地址， Norflash 中的程序就從這里開始運(yùn)行，不 會 涉及到數(shù)據(jù)拷 貝和地址映射 。 NOR 是和 SRAM 一樣的可隨機(jī)存儲的，也不需要驅(qū)動，因此，其 受限于地址線 ， 地址就 是 有限 的 ，所以容量普遍較小 ； NOR 的優(yōu)點(diǎn)則表現(xiàn)在讀取速度快，而且程序可以 直接在 芯片內(nèi)部運(yùn)行，不需要再讀入 SDRAM 中了 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 7 第 二 章 系統(tǒng) 總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)框架概述 根據(jù)嵌入式 MP3 媒體播放器系統(tǒng)的需求分析，本文選擇了 基于 ARM 9 內(nèi)核的處理器 的開發(fā)板 作為本系統(tǒng)的 實(shí)現(xiàn)的平臺 ， 下文將對其 中 硬件設(shè)備做介紹。主要是對課題的研究目的及意義，課題現(xiàn)狀以及作者所做的工作進(jìn)行簡略的介紹 ； 對嵌入式操作系統(tǒng) 進(jìn)行梳理和介紹和以比較 ； 介紹 ARM 體系的基本發(fā)展和特性 ； 對 Qt 進(jìn)行基本的介紹。如 ，它是用于嵌入式 ARM 的qt源碼包。通過對不同平臺的私有 API，如文字處理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、進(jìn)程處理、線程、數(shù)據(jù)庫訪問等進(jìn)行封裝 。 ARM 處理器分為如下幾個(gè)系列： ARM ARM ARM9E、 ARM10E、 ARM1CortexA CortexA CortexA15 等。 智能手機(jī)和平板電腦的 流行 ，讓 “ ARM”這一詞語頻繁出現(xiàn)在人們的視野中，普通人都常常能到報(bào)紙、電視上見到這個(gè)詞。該組織建立與 1983 年，其目標(biāo)是創(chuàng)建一套完全免費(fèi)的、自由的 UNIXlike 系統(tǒng)。 嵌入式 Linux 和 Linux 嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有如下特點(diǎn)：可裁剪性好、系統(tǒng)內(nèi)核小、功耗低、可靠性高、實(shí)時(shí)性好等。 [2] 21 世紀(jì)第一個(gè)十年的后半葉，出現(xiàn)了三大系統(tǒng)： 2020 年，蘋果公司發(fā)布了改變?nèi)藗兩畹?iPhone 和 iOS操作系統(tǒng)；隨后， 2020年，谷歌發(fā)布了 Andriod操作系統(tǒng)；微軟于 2020 年發(fā)布 Windows Phone 7 系統(tǒng)、 2020 年發(fā)布了 Windows Phone 8 系統(tǒng)。同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也是將大學(xué)所學(xué)知識的一次綜合運(yùn)用，也會使得在文獻(xiàn)檢索、查閱資料、科學(xué)研究素養(yǎng)和文檔寫作等方面的能力得到進(jìn)一步提高。如今 ，各種新 式嵌入式 設(shè)備 從 數(shù)量 來說 已經(jīng) 完勝 常規(guī)計(jì)算機(jī) 了 。 重點(diǎn) 介紹了 如何使用 開源播放 器 MPlayer、 解碼 庫libmad、 Qt Creator 工具 來 開發(fā) 一個(gè) 有圖形界面的 MP3 播放器 。還介紹了 如何移植 Uboot、 Linux 內(nèi)核、 Qt 和文件系統(tǒng) ，并在移植好之后燒寫到開發(fā)板之上， 得到 一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行在開發(fā)板上的 MP3 播放器 。 尤其 在工業(yè)中， 幾十年來， 具有 嵌入式技術(shù)的數(shù) 控 機(jī)床、 工業(yè) 智能機(jī)器人 、 智能 設(shè)備 、服務(wù) 型 機(jī)器人 一直都對 傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式 不斷改善和提高 著 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文 ） 2 嵌入式 系統(tǒng) 發(fā)展和現(xiàn)狀 嵌入式操作系統(tǒng) 英國電機(jī)工程師協(xié)會 BIEE（ Britain Institute of Eletrical Engineers）對嵌入式系統(tǒng)的定義是：嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器甚至工廠運(yùn)作的裝置 [1]。 這幾年里， 基于這三大 智能系統(tǒng)的智能手機(jī)、平板電腦的數(shù)量爆發(fā)式增長，提高了人們的工作效率和生活舒適度。 嵌入式 Linux 和 Linux 應(yīng)用程序 開發(fā)沒有太大區(qū)別 ， 但是 ，嵌入式 Linux 系統(tǒng)的開發(fā)過程中同純粹基于 Linux 環(huán)境下的開發(fā)流程有著 一個(gè) 本質(zhì)的不同 之處 ：前者需要在宿主機(jī) 器 上交叉編譯、交叉調(diào)試， 而在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行被調(diào)試程序；而后者都是 在通用 計(jì)算機(jī) 上進(jìn)行本機(jī)編輯， 本機(jī)編譯、 連接、 調(diào)試 、 運(yùn)行 的 。該組織編寫出了一個(gè)完整操作系