基于OMAP的3G無(wú)線(xiàn)終端處理器系統的硬件研究與開(kāi)發(fā)

摘要：在深入理解ARM和TMSC320C5000在參與基于OMAP5910的3G無(wú)線(xiàn)終端的多媒體應用平臺硬件系統設計基本原則的基礎上，文章畫(huà)出一個(gè)硬件系統原理圖和印刷電路板圖；各種功能模塊進(jìn)行測試和調試；完成與CPLD相關(guān)的硬件語(yǔ)言設計和調試，在QuartusII軟件下用VerilogHDL編寫(xiě)；在掌握Linux操作系統及嵌入式操作系統的移植和開(kāi)發(fā)及Linux下的驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)的基礎上，完成DSP、Camera、觸摸屏等底層驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)；完成Microwindow下頂層用戶(hù)界面和JPEG等應用程序的開(kāi)發(fā)，和Linux驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)。
關(guān)鍵詞：3G；OMAP5910；Linux；Microwindows；MP3；MPEG-4；JPEG

0 前言
3G或第三代移動(dòng)通信系統可以提供各類(lèi)高品質(zhì)的多媒體服務(wù)，它能夠處理圖像、音樂(lè )、視頻流和其他形式的媒體，包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽，電話(huà)會(huì )議、電視電話(huà)、在線(xiàn)游戲，和其他信息服務(wù)。

1 OMAP5910處理器介紹
OMAP5910是針對高度集成的通用OMAP處理器的嵌入式應用的應用程序的第一個(gè)目標。它的應用是無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域之外，能夠互連計算、嵌入式計算、遠程計算和新興的計算一體化。不僅適合于2．5G／3G手機和PDA市場(chǎng)，也將OMAP平臺固有的優(yōu)勢進(jìn)一步擴大，可用于數字媒體、生物識別、定位服務(wù)、新類(lèi)型游戲和電信、商業(yè)和工業(yè)應用領(lǐng)域。

2 硬件系統的設計
整個(gè)系統的硬件可以分為兩個(gè)模塊：處理器模塊和外設模塊。處理器模塊運行嵌入式Linux的實(shí)時(shí)操作系統和應用程序，以及周邊外設模塊和通信，是完全控制整個(gè)系統的核心。外設模塊是一組以上的外圍設備，包括電源、音頻和視頻系統。
2．1 處理器模塊
進(jìn)一步細分為處理器、JTAG和內存模塊。
處理器：OMAP5910處理器是整個(gè)系統中的仲裁者和決策者，是相機、手機(包括圖像采集，像素插值的RGB轉換和JPEG壓縮)，視頻，MPEG-4壓縮的靈魂。
JTAG接口：用于完成處理器的調試和診斷。
內存：內存模塊完成多媒體數據(包括捕獲靜止圖像，視頻圖像，音頻和視頻壓縮流和解碼幀，參考幀，顯示幀等)和其他數據的存儲。
2．2 嵌入式操作系統
后PC時(shí)代，越來(lái)越多的人接觸到一個(gè)新的概念一嵌入式系統。嵌入式產(chǎn)品被發(fā)現在人們的日常生活，從手機、個(gè)人數字助理(_PDA)、家用空調、冰箱、波音飛機、小型車(chē)，甚至巡航導彈武庫。數字化時(shí)代的標志不再是一個(gè)單一的PC，而是嵌入式系統的不同模式。
嵌入式Linux因為便宜、功能強大、易于移植等特點(diǎn)被被廣泛采用，成為新興的力量，在這個(gè)系統中使用的操作系統版本是PATCHVERSIO N21。

3 交叉編譯環(huán)境的建立
交叉編譯環(huán)境的作用是為OMAP5910編譯程序可以識別的對象代碼。建立的步驟：解壓、安裝、并設置環(huán)境變量。
服務(wù)器使用gcc linux交叉編譯器，ARM-LINUX-glibc．tar．bz20到～Linux-glibc．tar．bz2的復雜設置根目錄和提取焦油jxv路徑上的交叉編譯環(huán)境／ARM-linwc glibc．tar．bz2此命令在／usr目錄安裝的ANM交叉編譯器的／usr／本地／bin目錄的安裝elfZcoff工具。然后在PATH變量中添加一個(gè)PATH=$PATHausrlarmlbin補充letclprofile文件的位置。這充分建立了良好的ARM-LINUX交叉編譯環(huán)境。

4 內核的移植
移植必須先了解源代碼的核心結構。
arch：包含多種架構CPU的代碼，如archlarim目錄下面包含的是專(zhuān)門(mén)針對arm的代碼，比如說(shuō)arch／axm／kernellhead-armv．S，我們的目標系統的內核啟動(dòng)就是從這個(gè)文件里面開(kāi)始運行的。
documentation：與內核有關(guān)的各種文檔，有一些是比較有用的，像device．txt是各種類(lèi)型器件的設備描述文件。
drivers：這個(gè)目錄是各種設備驅動(dòng)程序。以后提到的LCD、camera、DSP、USB以及觸摸屏的驅動(dòng)程序都在該目錄下。
fs：這個(gè)目錄包含各種文件系統。
include：這個(gè)目錄下面是各種頭文件。
init：這個(gè)目錄下主要是linux的主函數文件～．c文件，linux的主流程就在這個(gè)文件里面實(shí)現，main里的start-kernel是內核的入口。
ipc：這個(gè)目錄下主要是進(jìn)程間通信的一些實(shí)現代碼。
kernel：這個(gè)目錄下面是內核的一些核心文件。
Iib：這個(gè)目錄下是一些通用的庫函數。
mm：這個(gè)目錄下主要是內存管理的代碼。
net：這個(gè)目錄下包含了liuux對網(wǎng)絡(luò )的支持，各種協(xié)議的實(shí)現都在該目錄下面。
scripts：這個(gè)目錄下主要是一些腳本文件，通過(guò)與這些文件的交互對內核進(jìn)行配置。

5 設備驅動(dòng)程序介紹
設備驅動(dòng)程序是內核的Linux操作系統和硬件系統，應用程序屏蔽硬件細節之間的接口。在此應用程序看來(lái)，硬件設備只是一個(gè)設備文件，應用程序可以在操作普通文件的硬件設備上操作。Linux操作系統，設備分為字符設備、塊設備和網(wǎng)絡(luò )設備三種。
5．1 字符型設備驅動(dòng)的框架
嵌入式Linux設備管理和文件系統，再與以文檔的形式存儲在／dev目錄中的各種設備緊密連接，稱(chēng)為設備文件。完成設備操作，運行定期的數據文件相同的設備文件。為了管理這些設備，系統設備數量，每個(gè)設備被分為主要設備數量和設備數量。主要設備用來(lái)區分不同類(lèi)型的設備，從設備號用來(lái)區分同一類(lèi)型的多個(gè)設備。

6 總結
設計完成了基于OMAP5910的3G無(wú)線(xiàn)終端的多媒體應用平臺的硬件系統。繪制了硬件系統的原理圖和印制電路板圖；對各功能模塊進(jìn)行測試和調試；完成與CPLD相關(guān)的硬件語(yǔ)言設計和調試，在QuartusII軟件下用VerilogHDL編寫(xiě)；在掌握l(shuí)inux操作系統及嵌入式操作系統的移植和開(kāi)發(fā)及Linux下的驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)的基礎上，完成DSP、Camera、觸摸屏等底層驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)：完成Microwindow下頂層用戶(hù)界面和JPEG等應用程序的開(kāi)發(fā)。