嵌入式掌上娛樂(lè )系統設計方案

在UP-TECH S3C2410 DVK1.1 開(kāi)發(fā)平臺下，提出了一個(gè)觸摸式的嵌入式掌上娛樂(lè )系統設計方案。本系統主要包括多媒體播放器和游戲的基本功能。本系統可以播放現有的大多數的音頻視頻文件；設計了嵌入式游戲，增加了系統的娛樂(lè )性。使用觸摸屏方便作為人機交互的平臺。采用跨平臺性能良好的Qt4 設計了應用程序和人機界面，界面友好，漢化顯示，美觀(guān)，操作簡(jiǎn)便，運行流暢。整個(gè)系統模塊化設計，充分考慮了軟件系統自身所占的存儲空間以及可擴展性，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術(shù)為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專(zhuān)用計算機系統。近年來(lái)，隨著(zhù)微處理器技術(shù)、DSP 技術(shù)、多媒體編解碼技術(shù)以及嵌入式技術(shù)的發(fā)展，多媒體娛樂(lè )終端已經(jīng)成為消費性電子產(chǎn)品的熱點(diǎn)。同時(shí)，逐漸成熟的市場(chǎng)隨著(zhù)MP3 在市場(chǎng)上取得的巨大成功，以及MP4、數字電視、3G 通訊等相關(guān)技術(shù)的起步，在未來(lái)幾年內都將會(huì )得到快速發(fā)展。多媒體終端正是數字信息產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，所以在這個(gè)背景下，MultimediaTerminal 蘊含著(zhù)極大地發(fā)展潛力。本文是基于Linux 嵌入式操作系統在UP-TECHS3C2410 DVK1.1 開(kāi)發(fā)平臺下設計并實(shí)現了一個(gè)高性能、低功耗、低成本的嵌入式掌上娛樂(lè )系統。

1 系統概述

本系統以UP-TECH S3C2410 DVK1.1 為開(kāi)發(fā)平臺，使用嵌入式linux 作為操作系統。

本系統的實(shí)現包括兩個(gè)方面，一是底層系統的搭建。本系統是在通用的嵌入式Linux 操作系統上進(jìn)行適當的裁剪，使其符合系統的硬件平臺，并且初始化開(kāi)發(fā)底層的驅動(dòng)，實(shí)現了對系統的控制以及數據的存儲和傳輸。二是應用層的實(shí)現。

系統的底層包括文件系統的搭建以及各種接口部件的驅動(dòng)程序，這些驅動(dòng)程序通過(guò)嵌入式Linux 操作系統進(jìn)行調用，然后完成應用的功能，為上層的接口層和應用層提供服務(wù)[5].

中間的嵌入式GUI 為接口層，采用QT4 作為用戶(hù)GUI 的界面庫。QT4 是基于服務(wù)器-客戶(hù)端的一種用戶(hù)界面中間件，提供了豐富的功能控件和精美的界面設計功能，可以便捷的設計出所需要的各種功能模塊。

系統的最上層就是直接面向用戶(hù)的應用層。該層采用QT4 設計，向用戶(hù)提供了精美的用戶(hù)界面，用戶(hù)可以通過(guò)觸摸屏方便的調用相關(guān)功能。系統的軟件結構框圖如圖1 所示：

圖1 系統的軟件結構框圖

應用層的設計是本文主要的開(kāi)發(fā)工作，主要包含以下幾種功能模塊：

① 多媒體功能模塊：調用MPlayer 播放器對系統內存或者USB 接口中的外存定位對應的體文件，并將其解碼；視頻、視頻文件可以全屏播放/最小播放。幾乎可以播放市面上現存的所有的音頻、視頻文件。

② 娛樂(lè )游戲功能：提供了幾個(gè)界面友好有趣的游戲，增加系統的娛樂(lè )性。

2 開(kāi)發(fā)平臺

2.1 硬件開(kāi)發(fā)平臺介紹

硬件平臺采用博創(chuàng )UP-TECH S3C2410 DVK1.1 開(kāi)發(fā)板，處理器類(lèi)型：Samsung S3C2410.主頻：203MHZ。

它適用于工業(yè)控制、移動(dòng)通信設備、醫療儀器等多種場(chǎng)合，外擴64MB NAND FLASH 和64M SDRAM,提供USB2.0 接口與計算機進(jìn)行高速通信；該平臺集成了大尺寸LCD 觸摸屏，型號：LQ080V3DG01,分辨率：640*480 像素，這也是選擇它作為開(kāi)發(fā)平臺的重要原因。系統硬件結構框圖如圖2 所示。

圖2 系統硬件結構框圖

2.2 軟件開(kāi)發(fā)平臺介紹

在系統層，由于UP-TECH S3C2410 DVK1.1 開(kāi)發(fā)板提供原始的系統（vivi、linux-2.4、root.cramfs）版本低，因此，針對多媒體娛樂(lè )系統，裁剪移植了適合本系統的Uboot-1.1.6、linux-2.6.24 內核和yaffs 文件系統。該系統使用較為通用的bootloader:UBoot,網(wǎng)絡(luò )資源較多的內核linux2.6 和可讀可寫(xiě)的yaffs 文件系統，易于系統的開(kāi)發(fā)。并配置了LCD 屏驅動(dòng)、網(wǎng)卡驅動(dòng)、SD 卡等驅動(dòng)。

在應用層，采用QT SDK 設計所有的應用程序。

Qt 是一個(gè)跨平臺的C++圖形用戶(hù)界面（GUI）庫，包括跨平臺類(lèi)庫、集成開(kāi)發(fā)工具和跨平臺IDE.使用Qt"一次開(kāi)發(fā)，多次編譯",無(wú)須重新編寫(xiě)源代碼，便可跨不同桌面和嵌入式操作系統部署這些應用程序。

3 實(shí)現原理

應用層軟件的設計主要包括兩個(gè)模塊：多媒體播放器以及游戲模塊。用戶(hù)主界面設計了一個(gè)主框架，然后將其他功能模塊的圖標放在該框架內，完成了整體的規劃設計。下面詳細介紹這兩個(gè)功能模塊的設計與實(shí)現。