【正文】 nux 的發(fā)行版本。此外 ， 嵌入式操作系統(tǒng)是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，著眼于調(diào)度 所有 可以使用的資源南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文 ） 4 來(lái)完成實(shí)時(shí)控制任務(wù) ， 而桌面操作系統(tǒng)如 UNIX、 Linux 和 Windows 都是分時(shí)操作系統(tǒng)。 智能手機(jī)和平板電腦的 流行 ，讓 “ ARM”這一詞語(yǔ)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。 同時(shí) “ ARM” 也是一 家 公司的名稱 ， ARM 這家公司 于 1991 年 成立 于英國(guó)劍橋 ， 該公司的特點(diǎn)是 只設(shè)計(jì)基于 ARM 架構(gòu)的處理器內(nèi)核，再將該產(chǎn)品及相關(guān)專利授權(quán)給其他半導(dǎo)體 廠商 、軟件 廠商 和 OEM 廠商公司使用或生產(chǎn)，包括Intel、 Apple、微軟、三星、 高通 、 索尼等 [4]， ARM 公司本 身沒有任何工廠。但 2020 年全球 PC 市場(chǎng)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(zhǎng)。 幾乎 在 同時(shí) ， AMD 宣布 基于此核心來(lái)開發(fā) 64 位 ARM 架構(gòu)的 處理器 ，這使得 AMD 成為 業(yè)界 中 不僅唯一一家具有獨(dú)立制造 CPU 和 GPU 能力的 廠商，而且 將是唯一一家能 提供 基于 X86 和 ARM 架構(gòu)的處理器芯片的 廠商。 ARM 處理器分為如下幾個(gè)系列： ARM ARM ARM9E、 ARM10E、 ARM1CortexA CortexA CortexA15 等。 Qt 的介紹 Qt 是挪威 TrollTech 公司開發(fā)的跨平臺(tái) C++圖形用戶界面研發(fā)工 具。 2020 年 Nokia 公開了 Qt 的源代碼。 Digia 計(jì)劃將 Qt 推廣到Andriod、 iOS 和 Windows 8 平臺(tái)。通過對(duì)不同平臺(tái)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(kù)訪問等進(jìn)行封裝 。不同的是它封裝不同操作系統(tǒng)的訪問細(xì)節(jié)，而且能 實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)應(yīng)用 [5]?，F(xiàn)分別介紹： (1)Qt/X11 ： 是 指 用 專 門 于 Linux 或者 Unix 的 版 本 。 Linux 操作系統(tǒng)中的常見的 KDE 桌面就是用 Qt/X11 開發(fā)的 ； (2)Qt Windows：是指用于 Windows 的 Qt版本 ； (3)Qteverywhere：在配置 時(shí)加上不同參數(shù)的話，選擇性地編譯用于 X86，或者用于 ARM 平臺(tái) ,如 ； (4)Qt/Embedded：即 Qt/E。如 ，它是用于嵌入式 ARM 的qt源碼包。安裝在 /opt 目錄下，在桌面會(huì)生出Qt Creator 快捷方式，打開后進(jìn)行一些參數(shù)的設(shè)置之后即可進(jìn)行程序的開發(fā)，例如指定 qmake 的路徑。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。 需要解決的 關(guān)鍵 性 問題： (1)熟悉嵌入式 Linux 和其開發(fā)流程中涉及的的裁剪和移植； (2)開源播放器 MPlayer 的移植和 播放 測(cè)試； (3)用 Qt 實(shí)現(xiàn)對(duì)播放器的 圖形 界面的開發(fā)，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。主要是對(duì)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(jiǎn)略的介紹 ； 對(duì)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(duì) Qt 進(jìn)行基本的介紹。 首 先 是對(duì)系統(tǒng)的整體架構(gòu)進(jìn)行了介紹 ； 對(duì)系統(tǒng)的硬件電路和 功能模塊進(jìn)行了介紹。 介紹 RedHat、 VMware Station 及其相關(guān)的使用和技巧。 第五章主要 是 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果和畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中遇到的一些問題 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)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(tái) ， 下文將對(duì)其 中 硬件設(shè)備做介紹。畢業(yè) 設(shè)計(jì)中的 開發(fā)平臺(tái)是 Red Hat Enterprise Linux 操作系統(tǒng) ，其 是 安裝 在 VMware Station 虛擬 化平臺(tái) 中的，可以方便的與 Windows 操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享 和傳輸 。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(dòng)層 （音頻驅(qū)動(dòng)、液晶屏幕驅(qū)動(dòng) 等 ） 和物理層 （ ARM 芯片以及外圍電路） 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文 ） 8 圖 XC2440 開發(fā)板 主要硬件 及其 參數(shù) ? CPU： 主頻 為 400MHz 的 三星 S3C2440A ? 內(nèi)存： 64M Bytes SDRAM ? 閃存 : 256M Bytes Nandflash + 2M Bytes Norflash ? 板載復(fù)位電路 ? 板載電源管理芯片 ? 內(nèi)部 RTC（ RealTime Clock，實(shí)時(shí)時(shí)鐘） 功能 ? 180Pin 管腳以 間距排針形式引出 ? 寸 TFT LCD ， 帶觸摸屏 ， 分辨率 480 272 接口資源 ? 1 個(gè) 100M 以太網(wǎng)接口 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文 ） 9 ? 1 個(gè) RS232 電平串口 ? 2 個(gè) TTL 電平串口 ? 1 個(gè) USB HOST 接口 ? 1 個(gè) USB DEVICE 接口 ? 1 個(gè) LCD 接口 ? 1 個(gè) Camera 接口 ? 1 個(gè) microSD/TF 卡接口 ? 2 個(gè)音頻接口 ， uda1341 音頻芯片，使用 IIS 和 L3 總線，一 路立體聲輸入，一路立體聲輸出 ? 1 個(gè)溫度傳感器 ? 1 個(gè)紅外接收管 ? 2 個(gè)電位器 ? 4 個(gè)用戶 LED ? 4 個(gè)用戶按鍵 ? 1 個(gè)蜂鳴器 ? 1 個(gè) JTAG 接口 ? 1 個(gè) mircoSD/TF 卡接口 ? 板載 EEPROM ? 板載 RTC 供電電池 NAND 和 NOR Flash 的相關(guān)介紹： “ NAND” 這個(gè) 名稱表示其 是由 “與非”邏輯門電路構(gòu)成，而 “ NOR”則表明其內(nèi)部有“或非”邏輯門電路構(gòu)成。 NOR 是和 SRAM 一樣的可隨機(jī)存儲(chǔ)的，也不需要驅(qū)動(dòng)，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 。從實(shí)際應(yīng)用 來(lái)看， NOR 較多的用 在工業(yè)領(lǐng)域， 特別是 用于 程序存儲(chǔ) 等 少量數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 的需求 ； NAND 較多 使用再 在消費(fèi)領(lǐng)域 中 ， 適合 大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 。 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。 幸好 這些 工作已經(jīng) 由 開發(fā)板廠商完成了 ，不需要用戶自行開發(fā) 。 如果將 S3C2440 配置成從 NOR Flash啟動(dòng)（ 開發(fā) 板 啟動(dòng)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(huì) 涉及到數(shù)據(jù)拷 貝和地址映射 。 圖 MP3 播放器硬件 框圖 S3C2440 （ ARM9） 液晶 觸摸 屏 RJ45 以太網(wǎng)接口 音頻處理 模塊 NAND FLASH NOR FLASH SDRAM 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文 ） 11 本 方案 的說(shuō)明 ： 采用基于 ARM S3C2440 的開發(fā)板。 NOR Flash 用來(lái)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 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文 ） 12 第三章 嵌入式 Linux 的 開發(fā)流程 開發(fā)環(huán)境的搭建 概述 硬件平臺(tái) ARM 開發(fā)板，主機(jī)，局域網(wǎng)。 (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(tái)上面進(jìn)行編譯了 。 目標(biāo)板操作系統(tǒng)：經(jīng)過裁剪的 Linux 系統(tǒng) 。 編譯器： gcc， armlinuxgcc、 makefile 工具、庫(kù)函數(shù)等?？捎?DNW 軟件設(shè)置好要控制的串口 、波特率 。 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 。 在配置好網(wǎng)絡(luò) 后 ，就 可以用 Tel 客戶端 控制開發(fā)板 ，這樣就可以免去頻繁的切換目錄了 。 目前 ，Windows 操作系統(tǒng)中 的 很多常用軟件并不支持在 Linux 平臺(tái)上運(yùn)行， 如果直接安裝 Linux，那么在 純粹 的 Linux 環(huán)境中，將會(huì)有很多不便?？稍谝?臺(tái)真實(shí) 機(jī)器上模擬完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其更 佳 的靈活性與先進(jìn)的 虛擬化 技術(shù)勝過了市面上其 它廠商的 的虛擬 化 軟 平臺(tái) 。可以認(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 。萬(wàn)一某些東西出錯(cuò)了，你可以通過使用恢復(fù)到快照來(lái)保持磁盤文件系統(tǒng)和系統(tǒng)存儲(chǔ)。 簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，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)。 在開發(fā)環(huán)境中，使用的是 root賬號(hào)，常常進(jìn)行一些比較危險(xiǎn)的操作，為了避免誤操作而是得系統(tǒng)受損 壞 ，或者要撤銷之前所做的重大更改 等。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，就使用了幾次快照進(jìn)行還原。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文 ） 14 圖 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 建立的快照 RedHat 介紹 及其 在 VMware 中的 安裝 Linux 是一類 Unix 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱。 Linux 操作系統(tǒng) 同時(shí) 也是自由軟件 運(yùn)動(dòng)中 和開放源代碼 社區(qū)發(fā)展中最著名的例子。 Red Hat 公司 創(chuàng)建于 1993 年，是世界上最資深的 Linux 和開放源代碼提供商，同時(shí) 由 Red Hat 公司發(fā)行 的 Red Hat Linux 系統(tǒng) 也是最獲 得 市場(chǎng) 認(rèn)可的 Linux 發(fā)行版本 。 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(jí)用戶： 2020 年 4 月 30 日， Red Hat 公司正式停止對(duì) Red Hat Linux 版本的支持，標(biāo)志著 Red Hat Linux 的正式完結(jié)。 Red Hat 公司不再開發(fā)桌面版的 Linux 發(fā)行包，而將全部力量集中在 企業(yè) 版的開發(fā)上，也就是 Red Hat Enterprise Linux（ 如 圖 所示 ） 版 本 ，但仍然公開源碼。 Fedora 是 Redhat桌面版本的延續(xù)， 其 是與開源社區(qū)合作的。 2020 年 3 月， Red Hat Enterprise Linux 發(fā)布。目前最新版本已經(jīng)到 版本。 注意點(diǎn)： 在安裝時(shí) 需要 選擇“桌面”，這樣 開機(jī) 就有 GUI 界面了，方便使用。 RedHat Enterprise Linux 的詳細(xì)的安裝過程就不在贅述了。 如果 這些 包 需要 再安裝一些存在依賴關(guān)系 的 軟件，就自動(dòng)安裝了。 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。 安裝 VMware Tools 點(diǎn)擊“ VM” “ Install VMware Tools” ，會(huì)自動(dòng)下載 Vmware Tools 軟件（當(dāng)然前提是正確配置虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò) ，在 此就不進(jìn)行詳細(xì)的介紹了 ）， 作者使用的版本是 VMware Tools 是 VMware 虛擬機(jī)中自帶的一種增強(qiáng)工具，是 VMware 提供的增強(qiáng)虛擬顯卡和硬盤性能、以及同步虛擬機(jī)與主機(jī)時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)程序。 有時(shí) 需要將 Windows 下面的文件和 Linux 共享起來(lái)，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。 共享文件后，就可以在 RedHat 的 /mnt/hgfs/目錄下看到共享的文件 。 (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。 安裝 和驗(yàn)證的 步驟如下： (1)使用解壓命令： tar zxvf C /opt， 將該文件解壓到 /opt 下； (2)接著修改 /etc 目錄下了 profile 文件來(lái)設(shè)置環(huán)境變量 ： vi /etc/profile ； 然后 向該文件中最后面加入一行 ： export PATH=/opt/toolchains/arm92