第9章 开发流程

ARM嵌入式系统第9章ARM应用实例第9章ARM应用实例9.13G手机9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器9.3车载多媒体远程监控服务系统9.13G手机9.1.13G手机简介3G是英文3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代手机一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。目前，国际上3G手机有3种制式标准：欧洲的WCDMA标准、美国的CDMA2000标准和由我国科学家提出的TD-SCDMA标准。9.13G手机•WCDMA即WidebandCDMA，也称为CDMADirectSpread，意为宽频分码多重存取，其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。•CDMA2000CDMA2000也称为CDMAMulti—Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。9.13G手机•TD-SCDMA该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。PXA270系列处理器正是为移动应用所设计，它提供了最高624MHz的处理速度；内置Intel的无线MMX技术，显著提升了多媒体性能；它还包含Intel的SpeedStep技术，大大降低电力消耗；PXA270中还集成了一个重要的安全特性WTP(WirelessTrustedPlatform)，支持通用的安全协议。它丰富的接口更是为3G手机的设计提供了便利。9.13G手机9.1.23G手机的功能•在3G时代，高端拍照手机欲取代低端数码相机。•3G视频业务包括了移动视频业务、视频共享和可视电话等业务。•3G手机还可以用来看电视。•3G手机也可以用来播放数字音乐和视频。•配合GPS全球卫星定位系统，3G手机就可以显示自己的位置，这样就可以实现问路、导航服务，甚至可以用来防盗。•3G手机还可以玩游戏。•3G手机还可能成为你的“钱包”。9.13G手机数字基带处理部分PXA270模拟基带处理部分LCD存储器：FLASH和RAM麦克风，扬声器（语音）RF电源GPS摄像头CCD存储扩展：MMC/SD/MemoryStick9.1.3硬件方案9.13G手机在软件设计上，3G手机在提供传统2G手机的语音和文字通信的基础上，还必须能够提供各种其他的应用功能和服务。包括：无线网络终端：电子邮件、手机上网、手机商务及其他定位服务和安全数据传输等重要功能。PDA功能：拥有操作系统（SymbianOS、WindowsCE、Linux等）所提供功能。高质量的多媒体功能：如：音视频播放器、视频电话、手机游戏平台等功能。灵活的软件集成：Java、（预装、下载或用户自行开发的）第三方软件。9.1.4软件方案9.13G手机3G手机在软件的架构上是一个3层的架构，底层是移植3G手机所外接的多种设备的驱动程序，中间层采用嵌入式操作系统，上层是用户所使用的各种应用程序。WindowsCE/Linux/Symbian/…多媒体播放器视频会议邮件服务多媒体游戏应用层OS内核驱动程序LCD驱动程序…GPS驱动程序游戏手柄驱动程序…9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器9.2.1系统简介传统的基于PC机的流媒体播放器虽然具有强大的流媒体播放功能和方便的用户界面，但是用户必须掌握PC机的操作，而且携带起来笨拙不方便。相对而言，基于嵌入式技术的流媒体播放器有效地将嵌入式技术和流媒体技术结合在一起，可以很好地解决基于PC机的流媒体播放器在实际应用中存在的不便，它具有携带方便，体积小，稳定性高，成本较低，实时性好等特点。9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器9.2.2嵌入式流媒体播放器的硬件方案PXA270处理器64MSDRAM32MFLASH以太网控制器串口1串口2SPI接口USBHOST及USBdeviceAC97音频输入和输出LCD显示和触摸屏电源和复位电路IIC接口IIS接口CF接口9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器硬件系统的工作流程：第一步，系统模块通过以太网接收从Darwin服务器传输过来的音视频码流，在系统的控制下，对音视频码流进行解码，输出RGB565格式的视频数据和AC97格式的音频数据；第二步，RGB565格式的视频数据通过LCDcontroller驱动模块直接写入Framebuffer进行显示；第三步，AC97格式的音频数据通过AudioCODEC进行数模转换，输出模拟音频信号；第四步，系统模块同时也接收触摸屏的输入信号，解析相关命令，并对其作出相应的控制。9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器•嵌入式流媒体播放器的软件架构9.2.3嵌入式流媒体播放器的软件方案9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器•网络接收模块的实现流媒体网络接收模块的实现是在Linux平台上移植了开放源代码的RTP库Live，Live库是用C++语言编写的针对音视频网络流媒体服务的开源库，它支持RTP/RTCP/RTSP/SIP等协议，适合于嵌入式或低成本的流媒体应用。9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器•MPEG-4的解码实现开始读取码流头信息帧编码类型VLC解码AC/DC预测解码逆量化IDCT变换所有宏块解码结束宏块编码类型VLC解码AC/DC预测解码逆量化IDCT变换VLC解码得到残差块逆量化IDCT变换根据运动矢量找到参考帧中的数据块由残差块和数据块生成最终的宏块所有宏块解码结束存储图形并显示结束I帧P帧INTRAINTERNNYYIPP是IntegratedPerformancePrimitives的缩写，中文名称是Intel集成性能函数库。它提供的函数功能调用可广泛应用于多媒体领域，包括信号处理、图像处理(如JPEG)、视频编解码(如MPEG-4)、音频编解码、语音识别和计算机视觉等。9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器•图形用户界面的设计本系统的图形用户界面是采用Tiny-X来设计显示的，Tiny-X是专为嵌入式开发，适合用作嵌入式Linux的GUI系统。在嵌入式系统GUI开发中使用Tiny-X开发上层应用是比较方便的，在实际使用中Tiny-X底层要用到的库之间的关系。GTK类库应用程序GDK类库Glib类库Xlib类库9.2基于PXA270的嵌入式流媒体播放器本系统所设计的IPP库播放的播放界面9.3车载多媒体远程监控服务系统9.3.1系统简介9.3车载多媒体远程监控服务系统车载终端以PXA270开发平台为硬件平台，操作系统采用的是嵌入式Linux2.4.19及QT/Embedded图形用户界面。选用了串口GPRS无线上网模块、串口GPS定位模块、串口指纹识别模块、USB摄像头和USB存储器作为扩展模块。主要工作是USB摄像头的驱动移植和Linux平台上的软件编程。另外，还采用VisualBasic6.0+MapXv4.5控件+MicrosoftAccess2003在服务中心的主机上开发具有远程监控、服务信息发送、数据库管理、地理信息系统等功能的集成软件。9.3车载多媒体远程监控服务系统9.3.2功能与指标•防盗监控功能•移动电话功能•信息服务功能•多媒体功能9.3车载多媒体远程监控服务系统9.3.3方案设计•硬件设计方案SitsangBoardUSBHost1USBHost2COM0COM1IRDAPHONEMICOV511U盘GPSGPRS指纹识别模块AVR板音箱MIC车载终端以PXA270开发平台为中心，COM0口连接GPS模块，COM1连接GPRS模块，IRDA口与AVR板通过红外连接，由AVR板通过串口扩展指纹模块，USBHOST1连接摄像头，USBHOST2连接U盘，还外接了音箱和MIC，供媒体娱乐。9.3车载多媒体远程监控服务系统•软件设计方案软件设计主要包括两大部分，车载终端系统的开发和远程服务中心软件的开发。车载终端系统主要是在Linux平台下的C编程和QT/E图形用户界面开发；远程服务中心软件则是通过在Windows环境下的视窗程序设计。后台程序服务器端软件QT图形界面消息队列GPRS程序INTERNETSOCKET数据库电子地图系统摄像程序AVI、MP3播放程序拍照程序信号信号消息队列信号信号录音程序监控拍照程序消息队列9.3车载多媒体远程监控服务系统系统启动进入验证指纹界面指纹验证成功？NY进入系统主界面指纹验证解除，系统退出系统每次启动后，首先要求车主先验证指纹，验证成功，将进入图形用户主界面。系统采用嵌入式Linux作为软件平台，QT/E开发图形用户界面，外围通过串口扩展GPRS、GPS和指纹识别模块，移植、完善USB驱动程序并连接摄像头和U盘，运用IntelIPP并参照SampleCode优化JPEG、MPEG4和MP3编解码算法。9.3车载多媒体远程监控服务系统创建消息队列并且初始化各状态值进行监控处理各个消息队列获取GPS信息和指纹验证信息SLEEP唤醒它在第一次启动时创建六个消息队列，分别是QT、监控、GPRS的收发队列，用于它们之间的消息传送，遵照约定的协议进行各自的操作，此后它便一直驻留在系统中，每隔1秒钟醒来一次，对信息进行分类处理，是其他进程之间通信的中转站。