王凡 計算機科學(xué)與技術(shù) 二O一三年四月 韓改寧 理學(xué) 基于嵌入式娛樂系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn) Based on the Embedded System Design and Implementation of Enterainment 題 目 0910014103 成績評定專業(yè)名稱提交論文日期學(xué)科門類指導(dǎo)教師作者姓名本科畢業(yè)設(shè)計（論文）分類號 TP311 學(xué)校代碼 10722 密級學(xué)號 公開 435 1 10710014142 摘 要近年來，隨著微處理器技術(shù)和多媒體編碼技術(shù)以及嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體娛樂系統(tǒng)終端已經(jīng)很快發(fā)展為電子產(chǎn)品的熱點，并且，逐漸成熟的市場隨著MP4、MP5在市場上取得的很大成功，以及數(shù)字電視、3G通訊等相關(guān)技術(shù)的起步，在接下來的幾年都會得到快速發(fā)展。

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)本設(shè)計基于ARM9的S3C2410處理器為核心，采用LCD顯示、視頻、音頻播放等技術(shù)做成的娛樂系統(tǒng)，并通過嵌入式Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)的控制，利用USB2.0接口鼠標(biāo)或者觸摸屏操作界面，實現(xiàn)了音頻和視頻的播放功能以及圖片瀏覽器和五子棋游戲?qū)τ诒鞠到y(tǒng)，以娛樂性為主的平臺，在當(dāng)下市場，可以用在汽車、飛機、以及個人手持設(shè)備上使用等本系統(tǒng)中還有需要研究的方向為，可以通過因特網(wǎng)連接，直接在線觀看視頻以及分享音樂，同時可以上網(wǎng)聊天，這些都是在以后需要更進(jìn)一步研究關(guān)鍵字：娛樂系統(tǒng)；視頻；Linux；S3C2410 ；QTAbstractFor the past few years, with the development of microprocessor,DSP, multimedia coding and the flushbonading technology,multimedia entertainment terminal has becomea hotspot of the consumer electronics. What’s more, The market of consumer electronics more and more mature with the great prosperity of theMP4 and MP5 have a great achieve.Addition, digital tv and 3G communication will havea great development. The embedded system is special purpose computer system that approach to the user centered design, based on the computer technique, provide elastic software and hardware resources, most important, it is suit for the applications that have exact demands on functionality, reliability, costing and consumption. The system is based on the core of ARM9- S3C2410 microprocess, andwith the control of flushbonading Real-Time Linux Operating System, use USB2.0 interfaces, LCD and multi-touch Display GUI. Consist of multimedia presentation, Image Viewer and FIVE-CHESS game. The?system?is?a?platform?that?gives?first?place?to?entertainment.?Current?research?on?market?accounting,? the?system?that?used?in?automobiles,?aircraft,?and?personal?handheld?devices.?There?is?also?need?to?research?the?direction?of?the?system?is?watch?the?video?via?an?Internet?connection,?direct?online?and?share?music,?while?chatting?on?the?Internet.?These?are?in?the?future?need?to?be?further?studied. Keywords：Entertainment System；Video player；Linux；S3C2410；QT目 錄第一章 緒 論 11.1 嵌入式娛樂系統(tǒng) 11.2 嵌入式操作系統(tǒng)及嵌入式軟件開發(fā) 11.2.1當(dāng)前流行的嵌入式操作系統(tǒng) 11.2.2嵌入式系統(tǒng)下軟件開發(fā) 2第二章 嵌入式娛樂系統(tǒng)設(shè)計方案 32.1 嵌入式系統(tǒng) 32.1.1嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 32.1.2嵌入式系統(tǒng)的組成 32.1.3嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計過程 32.2 系統(tǒng)硬件平臺 42.2.1處理器的選擇 42.2.2顯示模塊的選擇 52.2.3觸摸屏的選擇 62.2.4 USB接口的選擇 72.3 系統(tǒng)軟件平臺 72.3.1嵌入式操作系統(tǒng)的選擇 72.3.2嵌入式Linux系統(tǒng)的配置 72.3.3 Qt開發(fā)平臺 82.4 嵌入式娛樂系統(tǒng)最終方案 8第三章 嵌入式開發(fā)環(huán)境搭建 103.1 系統(tǒng)硬件平臺搭建 103.1.1系統(tǒng)運行硬件平臺 103.1.2系統(tǒng)內(nèi)核配置 103.1.3文件系統(tǒng)制作 123.1.4 U_Boot移植 143.1.5內(nèi)核及文件系統(tǒng)移 153.1.6 運行環(huán)境配置 163.2 系統(tǒng)軟件平臺搭建 183.2.1虛擬機及Linux操作系統(tǒng)安裝 183.2.2軟件開發(fā)環(huán)境配置 18第四章 嵌入式娛樂系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 194.1 嵌入式娛樂系統(tǒng)功能模塊 194.2 視頻播放器的實現(xiàn) 194.2.1視頻播放器界面實現(xiàn) 194.2.2視頻播放器Mplayer實現(xiàn) 194.2.3視頻播放器實現(xiàn)界面 204.3 音頻播放器的實現(xiàn) 204.3.1 音頻播放器界面設(shè)計 214.3.2 音頻播放器Phonon框架的實現(xiàn) 214.3.3 音頻播放器實現(xiàn)界面 224.4 圖片瀏覽器的實現(xiàn) 234.4.1圖片瀏覽器顯示界面設(shè)計 234.4.2圖片瀏覽器控制設(shè)計 234.4.3圖片瀏覽器實現(xiàn)界面 244.5 五子棋游戲的實現(xiàn) 254.5.1五子棋界面設(shè)計 254.5.2五子棋控制設(shè)計 264.5.3五子棋中用到的算法實現(xiàn) 264.5.4實現(xiàn)界面 28第五章 應(yīng)用層軟件移植及測試 295.1 應(yīng)用軟件移植 295.2 測試應(yīng)用軟件 29結(jié)論 31謝 辭 32參考文獻(xiàn) 3333基于嵌入式娛樂系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)第一章 緒 論1.1 嵌入式娛樂系統(tǒng)嵌入式娛樂系統(tǒng)包括很多的模塊，提供非常豐富的界面供用戶使用。

其中包括視頻播放器、音頻播放器、附件、導(dǎo)航、小游戲、互聯(lián)網(wǎng)等內(nèi)容，可以很好的為用戶使用可以在很多的場合使用，現(xiàn)在的汽車、輪船、飛機等交通工具以及軍事上都有使用，在現(xiàn)實生活中，也已經(jīng)非常的普及視頻播放和音頻播放已經(jīng)在日常生活中非常流行，本系統(tǒng)中的音頻播放器用了QT提供的Phonon多媒體庫，可以在不同的平臺使用調(diào)用底層的API，實現(xiàn)開發(fā)者想要的功能，視頻播放器是調(diào)用的Mplayer播放器開發(fā)，完成整個系統(tǒng)的設(shè)計1.2 嵌入式操作系統(tǒng)及嵌入式軟件開發(fā)1.2.1當(dāng)前流行的嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過了30多年的發(fā)展主要經(jīng)歷了4個階段第一階段是以單芯片為核心的可編程控制器形式的系統(tǒng)第二階段是以嵌入式CPU為基礎(chǔ)、以簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)其主要特點是：CPU種類繁多，通用性比較弱；系統(tǒng)開銷小，效率高； 第三階段是以嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng)運行速度快、鏡像小，同時系統(tǒng)有具有良好的可擴(kuò)展性和模塊化結(jié)構(gòu)；該系統(tǒng)具備文件和目錄管理、支持多任務(wù)、支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、具備圖形窗口和用戶界面；系統(tǒng)為應(yīng)用程序提供了大量的接口，因此，開發(fā)應(yīng)用程序較簡單；嵌入式應(yīng)用軟件豐富第四階段是以Internet組合的嵌入式系統(tǒng)。

經(jīng)過這些年的發(fā)展，其中主流的嵌入式操作系統(tǒng)有WindowsCE, PalmOS. Embedded Linux, VxWorks, pSOS等這些操作系統(tǒng)各具其特點，例如:目前有很多嵌入式Linux操作系統(tǒng)正迅速發(fā)展，嵌入式Linux操作系統(tǒng)的迅速崛起，主要是由于人們對自由開放軟件的需求與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的特制性，要求提供系統(tǒng)源代碼層次上的支持，而嵌入式Linux正好能夠適應(yīng)這一需求，具有開放的源代碼，系統(tǒng)內(nèi)核小、效率高、內(nèi)核網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)完整等特點，但由于Linux操作系統(tǒng)本身是模仿Unix操作系統(tǒng)的，因此，它本質(zhì)上仍屬于弱實時操作系統(tǒng)，所以，這類操作系統(tǒng)很適于如信息家電等嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)[1]通過對比分析，我們一般在開發(fā)中需要用到開源的系統(tǒng)來進(jìn)行開發(fā)但是，自由開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)也能夠很好的為一般用戶開發(fā)所用因此，本論文運用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，利用中斷技術(shù)，觸摸屏技術(shù)，多媒體流處理技術(shù)等開發(fā)面向嵌入式圖形系統(tǒng)的應(yīng)用、具有一定任務(wù)調(diào)度、并發(fā)管理功能的系統(tǒng)軟件1.2.2嵌入式系統(tǒng)下軟件開發(fā)與普通的計算機應(yīng)用相比，嵌入式系統(tǒng)具有高速處理、配置專一、結(jié)構(gòu)緊湊和堅固可靠等特點的實時操作系統(tǒng)，相對應(yīng)的軟件系統(tǒng)也是一種具有這種特色、要求更高的實時應(yīng)用軟件。

這種嵌入式實時軟件的主要特征如下:1．應(yīng)用速度快并且穩(wěn)定:對外部事件調(diào)用做出響應(yīng)的時間必須是實時且確定的，并且是可重復(fù)實現(xiàn)的，“延誤本身就是影響速度”，這是實時操作系統(tǒng)不同于一般系統(tǒng)的根本特征不管當(dāng)時系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)如何，它的響應(yīng)卻是可預(yù)測的2．處理異步并發(fā)事件的能力:在實際應(yīng)用環(huán)境中，外部事件不可能單獨出現(xiàn)，而且發(fā)生的時機也是很隨機的，不會再確定的時間內(nèi)發(fā)生，其時間不可確定，即異步的,在這種情況下，就完全體。