【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 er 播放這些視頻格式提供支持。實(shí)現(xiàn) X86PC 機(jī)向 ARM2410s 平臺(tái)的移植并調(diào)試。研究 QT 圖形界面設(shè)計(jì)的詳細(xì)過程。 主要目標(biāo)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，易于使用。簡(jiǎn)潔明了的圖形化操作界面能夠使操作人員很快地熟悉系統(tǒng)的使用，從而提高用戶體驗(yàn)。因此在開發(fā)本系統(tǒng)時(shí)力求軟件的簡(jiǎn)單易用性，只需點(diǎn)擊按鈕即可進(jìn)行 MPlayer 的控制操作?？煽啃院?，系統(tǒng)穩(wěn)定。為加強(qiáng)用戶體驗(yàn)，在簡(jiǎn)化操作的同時(shí)，要保證系統(tǒng) CPU 占用率保持在合理的范圍，使視頻能正常、流暢地播放?？删S護(hù)性好。各模塊相互獨(dú)立，便于修改和更新。在實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)的過程中盡量遵循開放性標(biāo)準(zhǔn)，提高代碼的重用性。3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析本次畢業(yè)設(shè)計(jì)基于嵌入式平臺(tái)的MPlayer移植是主要圍繞Linux主機(jī)和ARM2410s開發(fā)板，按照嵌入式開發(fā)流程進(jìn)行的設(shè)計(jì)與開發(fā)。ARM2410s開發(fā)板作為服務(wù)器端，作為MPlayer的播放屏幕和控制屏幕。移植成功的MPlayer能夠在開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)視頻的控制。Linux機(jī)作為監(jiān)控主機(jī)，進(jìn)行播放信息的監(jiān)控，CPU占用等一系列參數(shù)的測(cè)定。 ARMLinux 端ARMMPlayer模塊：編譯在ARM2410s開發(fā)板上運(yùn)行的MPlayerARMLinuxgcc模塊：實(shí)現(xiàn)ARM環(huán)境下編譯環(huán)境的搭建。MINICOM模塊：實(shí)現(xiàn)X86PC機(jī)與ARM端的通信模塊。進(jìn)行ARM端的連接，掛載，運(yùn)行等操作。內(nèi)核燒錄模塊：重新編譯并燒錄內(nèi)核，消除音頻BUG。 X86PC 端 X86MPlayer模塊：采用GCC編譯器，編譯 X86PC端能夠播放的MPlayer版本。視頻格式分析模塊：將服務(wù)器端播放的視頻狀態(tài)以及CPU占用等一 系列參數(shù)直觀地顯示在客戶端主機(jī)上。GUI模塊：實(shí)現(xiàn)在ARM410s開發(fā)板上進(jìn)行視頻控制。Linuxgcc模塊：實(shí)現(xiàn)X86PC環(huán)境下編譯器的搭建。 4. 系統(tǒng)選用的開發(fā)工具 UPNETARM2410S 嵌入式開發(fā)平臺(tái) 咱們用的是zlg magicarm2410，和這個(gè)博創(chuàng)是2個(gè)公司出的，不要混淆了!本系統(tǒng)平臺(tái)采用 Samsung 公司的處理器 S3C2410。該處理器內(nèi)部集成了 ARM 公司 ARM920T 處理器核的 32 位微控制器，資源豐富，帶獨(dú)立的16KB 的指令 Cache 和 16KB 數(shù)據(jù) Cache、LCD 控制器（最高 4K 色 STN 和256K 彩色 TFT，一個(gè) LCD 專用 DMA）、RAM 控制器、NAND 閃存控制器、3 路 UART、4 路帶外部請(qǐng)求線的 DMA、4 個(gè) PWM 定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器、看門狗定時(shí)器、并行 I/O 口、8 通道 10 位 ADC、觸摸屏接口、一個(gè)多主 IIC 總線、一個(gè) IIS 總線控制器、117 個(gè)通用 IO、24 個(gè)外部中斷、2 個(gè) USB接口控制器、2 路 SPI，主頻最高可達(dá) 203MHz、芯片內(nèi)置 PLL。在處理器豐富資源的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了相關(guān)的配置和擴(kuò)展，平臺(tái)配置了 16MB 16 位的 Flash 和 64MB 32 位的 SDRAM。通過以太網(wǎng)控制器芯片 DM9000E 擴(kuò)展了一個(gè)網(wǎng)口，另外引出了一個(gè) HOST USB 接口。16/32 位精簡(jiǎn)指令體系結(jié)構(gòu)，使用支持 ARM 調(diào)試的體系結(jié)構(gòu) ARM920TCPU 核的強(qiáng)大指令集，指令緩存（cache）、數(shù)據(jù)緩存、寫緩沖和物理地址TAG RAM，減小了對(duì)主存儲(chǔ)器帶寬和性能的影響，ARM 帶 MMU（Multi Media eXtension，多媒體擴(kuò)展指令集）的先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)，支持 Wince、Epoc3Linux。UPNETARM2410S 嵌入式開發(fā)平臺(tái)如下圖 22 所示：圖 22 UPNETARM2410S 嵌入式開發(fā)平臺(tái) Linux 操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟作為件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等。嵌入式操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)：能夠有效管理越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)資源；能夠把硬件虛擬化，使得開發(fā)人員從繁忙的驅(qū)動(dòng)程序移植和維護(hù)中解脫出來(lái)；能夠提供庫(kù)函數(shù)、驅(qū)動(dòng)程序、工具集以及應(yīng)用程序。與通用操作系統(tǒng)相比較，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固態(tài)化以及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。幾種代表性嵌入式操作系統(tǒng)比較（如下表 21 所列）： 表 21 四款嵌入式系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比列表 VxWorks美國(guó) WindRiver 公司于 1983 年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，在嵌人式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域逐漸占據(jù)一席之地。具有微內(nèi)核結(jié)構(gòu)可裁剪；任務(wù)管理高效；任務(wù)間通訊靈活；微秒級(jí)的中斷處理；支持 POSIX 實(shí)時(shí)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)和多種物理介質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)完整的TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等優(yōu)點(diǎn)。然而由于是專用操作系統(tǒng)，其價(jià)格昂貴，一般不通供源代碼，軟件的開發(fā)和維護(hù)成本都非常高，支持的硬件數(shù)量也有限。Windows CE對(duì) Windows系列有較好的兼容性。其中 是一種針對(duì)小容量、移動(dòng)式、智能化、32 位、了解設(shè)備的模塊化實(shí)時(shí)嵌人式操作系統(tǒng)。它是從整體上為有限資源的平臺(tái)設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)操作系統(tǒng)。它的模塊化設(shè)計(jì)允許它對(duì)從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進(jìn)行定制。但是由于沒有開放源代碼，使應(yīng)用開發(fā) 15 人員很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定制；在效率、功耗方面表現(xiàn)也并不出色，占用過多的系統(tǒng)內(nèi)存，運(yùn)用程序龐大；版權(quán)許可費(fèi)也是廠商不得不考慮的因素。μC/OSⅡμC/OSⅡ是著名的源代碼公開的實(shí)時(shí)內(nèi)核，是專為嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的，可用于8位、16 位和 32 位單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）。主要特點(diǎn)：公開源代碼；便于移植；可固化；可裁剪；占先式；多任務(wù)；函數(shù)調(diào)用與服務(wù)的執(zhí)行時(shí)間具有可確定性。由于僅是一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核，這就意味著它不能提供給用戶一些API函數(shù)接口，還有很多工作需要用戶自己去完成。嵌入式Linux嵌入式操作系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)，最大的特點(diǎn)是:1 源代碼公開，系統(tǒng)遵循世界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，特別是遵循開放系統(tǒng)互連國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，文檔資料齊全可修改性強(qiáng)。支持多種體系結(jié)構(gòu)，凡遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所開發(fā)的硬件和軟件，都能彼此兼容。 2 多用戶：系統(tǒng)資源可以被不同用戶各自擁有使用，互不影響。3多任務(wù)：Linux 系統(tǒng)調(diào)度每一個(gè)進(jìn)程平等地訪問微處理器。4良好的用戶界面：Linux 向用戶提供了兩種界面：命令行界面和圖形用戶界面。5設(shè)備獨(dú)立性：Linux 內(nèi)核具有高度適應(yīng)能力，用戶可以修改內(nèi)核源代碼，以便適應(yīng)新增加的外部設(shè)備。6豐富的網(wǎng)絡(luò)功能： Linux 為用戶提供了優(yōu)于其他操作系統(tǒng)的完善強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。7可靠的系統(tǒng)安全：Linux 采取了許多安全技術(shù)措施，包括對(duì)讀、寫進(jìn)行權(quán)限控制、帶保護(hù)的子系統(tǒng)、審計(jì)跟蹤、核心授權(quán)等，這為網(wǎng)絡(luò)多用戶環(huán)境中的用戶提供了必要的安全保障。8 良好的可移植性：Linux 是一種可移植的操作系統(tǒng)，能夠在從微型計(jì)算機(jī)到大型計(jì)算機(jī)的任何環(huán)境中和任何平臺(tái)上運(yùn)行。可移植性為運(yùn)行Linux的不同計(jì)算機(jī)平臺(tái)與其他任何機(jī)器進(jìn)行準(zhǔn)確而有效的通信提供了手段。但是在嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行 Linux 的一個(gè)缺點(diǎn)是Linux 體系提供實(shí)時(shí)性能需要添加實(shí)時(shí)軟件模塊，而這些模塊運(yùn)行的內(nèi)核空間正是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度策略、硬件中斷異常和執(zhí)行程序的部分。一旦出現(xiàn)代碼錯(cuò)誤就可能會(huì)破壞操作系統(tǒng)從而影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。對(duì)比了幾款代表性的嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)嵌入式 Linux 各方面有點(diǎn)突出，性價(jià)比高，比較合適本畢業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)，所以在開發(fā)板端和主機(jī)端都選用嵌入式 Linux 作為操作系統(tǒng)。 HEX EDIT十六進(jìn)制查看器。進(jìn)行視頻格式的分析，采集，為 MPlayer 播放多種視頻格式提供支持。如圖 23 為 HEX EDIT 的用戶界面：HEX EDIT 的用戶界面 圖 23 HEX EDIT 的用戶界面 GCC 編譯器 Linux 系統(tǒng)下的 GCC(GNU C Compiler)是 GNU 推出的功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的多平臺(tái)編譯器，是 GNU 的代表作品之一。GCC 是可以在多種硬體平臺(tái)上編譯出可執(zhí)行程序的超級(jí)編譯器，其執(zhí)行效率與一般的編譯器相比平均效率要高 20%～30%。GCC 編譯器能將 C、C++語(yǔ)言源程序、匯程式化序和目標(biāo)程序編譯、連接成可執(zhí)行文件，如果沒有給出可執(zhí)行文件的名字，GCC 的文件。在 Linux 系統(tǒng)中，可執(zhí)行文件沒有統(tǒng)一后綴，系統(tǒng)從文件的屬性來(lái)區(qū)分可執(zhí)行文件和不可執(zhí)行文件，GCC 則通過后綴來(lái)區(qū)別輸入文件的類別。使用 GCC 由 C 語(yǔ)言源文件生成可執(zhí)行文件的過程不僅僅是編譯的過程，而要經(jīng)歷四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的步驟：預(yù)處理(也稱預(yù)編譯，Preprocessing)、[1】編譯(Compilation)、匯編(Assembly)和連接(Linking) 。命令 GCC 首先調(diào)用cpp 進(jìn)行預(yù)處理，在預(yù)處理過程中，對(duì)源代碼文件中的文件包含(include)、預(yù)編譯語(yǔ)句(如宏定義 define 等)進(jìn)行分析。接著調(diào)用 cc1 進(jìn)行編譯， 為后綴的目標(biāo)文件。匯編過程是針對(duì)匯編語(yǔ)言的步驟，調(diào)用 as 進(jìn)行工作，一般來(lái)講，.S 為后綴的匯編語(yǔ)言源代碼文件和匯編、. 為后綴的目標(biāo)文件。當(dāng)所有的目標(biāo)文件都生成之后，GCC 就調(diào)用 ld 來(lái)完成最后的關(guān)鍵性工作，這個(gè)階段就是連接。在連接階段，所有的目標(biāo)文件被安排在可執(zhí)行程序中的恰當(dāng)位置，同時(shí)，該程序所調(diào)用到的庫(kù)函數(shù)也從各自所在的檔案庫(kù)中連到合適的地方。以上就是 GCC 的執(zhí)行過程。如圖 24 為 GCC 流程結(jié)構(gòu)圖：24 GCC 流程結(jié)構(gòu)圖 5. 可行性分析 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是要實(shí)現(xiàn)多種播放格式的 MPLAYER 嵌入式移植實(shí)現(xiàn)，其中有兩個(gè)最困難的部分：由于 MPlayer 和 GCC 編譯器不兼容的問題，需要選擇合適的 MPlayer版本和 GCC 版本。否則出現(xiàn)編譯無(wú)法通過的錯(cuò)誤。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)不是純軟件系統(tǒng)，涉及到開發(fā)板硬件的使用和開發(fā)板 Linux 主機(jī)間的通信，偶爾出現(xiàn)硬件故障也是不可避免的，所以只能盡量避免硬件故障和及時(shí)處理故障。另外，在體系結(jié)構(gòu)的總體把握、設(shè)計(jì)和嵌入式模塊的整合方面，良好的設(shè)計(jì)和完整的整合技術(shù)也是該課題的難點(diǎn)之一。嵌入式產(chǎn)業(yè)技術(shù)日新月異，相關(guān)的新技術(shù)層出不窮，但其兼容性還有待改善。本課題就是在這種形勢(shì)下，采用最前沿的嵌入式移植技術(shù)來(lái)完成系統(tǒng)模型。雖然系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)存在難點(diǎn)而且還有許多問題亟待解決，但是總體分析的結(jié)果該系統(tǒng)還是可行的。相信通過努力，能夠完成該課題。 第三章 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)1. 總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖31所示： 圖 31 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖 基本設(shè)計(jì)概念Linux 系統(tǒng)下 MPlayer 結(jié)構(gòu)：完成 Linux 系統(tǒng)下視頻的播放。采用 ；；；四個(gè)包。如圖 32 所示，圖 33 為實(shí)現(xiàn)效果圖：圖 32 Linux 系統(tǒng)下 MPlayer 四個(gè)包圖 33 實(shí)現(xiàn)效果圖ARMLinux 系統(tǒng)下 MPlayer 結(jié)構(gòu)：配置 armLinuxgcc 編譯環(huán)境。 采用 ； ；；； ；五個(gè)包，如圖 34 所示，圖 35 為開發(fā)系統(tǒng)總體圖。 圖 34 ARMLinux 系統(tǒng)下 MPlayer 五個(gè)包!!!!!!!!!jpg開發(fā)系統(tǒng)總體圖多種視頻結(jié)構(gòu)解析結(jié)構(gòu)：分析多種視頻格式，特別是 SWF，F(xiàn)LV，AVI，3GP 的文件格式。實(shí)現(xiàn)多種視頻格式的播放。QT 界面顯示結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì) MPlayer 的控制界面，即 GUI 外掛?？刂芃Player 的播放，暫停，停止，音量調(diào)節(jié)等一系列操作。如圖 36 所示 圖 36 MPlayer 的控制界面 上面這個(gè)圖想辦法弄清楚，否則打印出來(lái)不清楚的2. 模塊設(shè)計(jì) 功能模塊對(duì)照表如表 31 所示，此課題分為以下八大模塊。各個(gè)模塊之間有機(jī)組合，形成本課題最終成果。表 31 模塊功能規(guī)劃表 用word表格重做，否則一看就是拷貝其他地方的 各功能模塊邏輯關(guān)系 如圖 37 所示，此課題分成 X86PC 端運(yùn)行 MPlayer 與 ARM2410s 端運(yùn)行 MPlayer 兩大部分組成。其中 X86PC 端運(yùn)行 MPlayer 是由 X86MPlayer模塊與解碼模塊通過 Linuxgcc 模塊編譯完成。ARM2410s 端運(yùn)行 MPlaye則是由 ARMMPlayer 模塊通過 MINICOM 模塊進(jìn)行通信，解碼與 GUI 模塊共同編譯完成圖 37 模塊邏輯關(guān)系圖 圖也是，能重畫，重畫一下，今年特別抓這種從其他地方copy的，你需要預(yù)防第四章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)1. 嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的建立是開發(fā)流程中至關(guān)重要的一步，環(huán)境搭建不成功后續(xù)開發(fā)就無(wú)從談起。搭建嵌入式開發(fā)環(huán)境的主要過程共包括安裝Linux 系統(tǒng)，安裝嵌入式工具鏈，配置宿主機(jī)相關(guān)信息以及和開發(fā)板之間進(jìn)行連接等四個(gè)關(guān)鍵步驟。除此之外，還可以結(jié)合實(shí)際需求裁剪 Linux 內(nèi)核進(jìn)行重載編譯等工作。2. 視頻格式分析模塊 模塊概述 簡(jiǎn)介：由于MPlayer本身的解碼庫(kù)并不完整的原因，眾多視頻文件格式并不能正常地播放。于是，了解各種視頻文件格式，使得更加流暢地播放視頻是本課題的一個(gè)重點(diǎn)。其中，很多視頻格式的開發(fā)商將其文件格式采用了加密措