基于Wince 5.0的嵌入式流媒體播放器開發(fā) -Internet Radio 客戶端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-

1、本 科 畢 業(yè) 論 文 基于Wince 嵌入式流媒體播放器開發(fā)-Internet Radio 客戶端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Development of an Embedded streaming media player base on -Design and Implementation of Internet Radio client software 摘要21世紀(jì)是媒介大震蕩、大變動(dòng)、大改組、大融合的時(shí)期。隨著Internet的開展，播送與網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，帶來了播送業(yè)的劃世紀(jì)的開展。近年來，網(wǎng)絡(luò)音樂，特別是網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的風(fēng)行，受到越來越多的群眾追棒。隨著網(wǎng)絡(luò)播送的飛速開展，各種形式的網(wǎng)絡(luò)音樂內(nèi)容提供商如

2、雨后春筍般地出現(xiàn)，為未來實(shí)體的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的風(fēng)行帶來了巨大的商機(jī)。作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了一款能在基于Windows CE上收聽全球流媒體音頻節(jié)目的播放器。該播放器基于Windows CE平臺(tái)，通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)與Web Service效勞器和流媒體效勞器進(jìn)行交互，集成了節(jié)目列表瀏覽、節(jié)目搜索、節(jié)目點(diǎn)評(píng)推薦和流媒體播放功能。本文闡述了基于Windows CE平臺(tái)的嵌入式流媒體播放器的軟件設(shè)計(jì)。本流媒體播放器的多媒體終端基于Samsung S3C2440處理器，采用Windows CE ,以Visual Studio2005為開發(fā)工具，采用WTL進(jìn)行界面動(dòng)畫和其他效果的設(shè)計(jì)。本文從軟、

3、硬件平臺(tái)特性和網(wǎng)絡(luò)流媒體的特點(diǎn)入手，重點(diǎn)論述基于Window 平臺(tái)的嵌入式流媒體音頻播放器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法，主要包含網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)程序的UI設(shè)計(jì)、控制器模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)、音頻播放引擎的設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)通信模塊設(shè)計(jì)，之后展示軟件的運(yùn)行及測(cè)試結(jié)果，最后對(duì)本課題開發(fā)的嵌入式流媒體音頻播放器做了總結(jié)，展望該領(lǐng)域未來的技術(shù)開展方向和行業(yè)前景。關(guān)鍵詞：W；網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)；嵌入式流媒體；WTLAbstractThe 21st century is a media big bang, big changing, big reshuffling and big amalgamating period. With t

4、he development of Internet, the powerful alliances forming by broadcasting and Internet brought the broadcasting industry mark a century. In recent years, online music, especially the popular Internet radio stations has been more and more popular. With the rapid development of network broadcasting,

5、all forms of online musics providers sprung up such as emerging, these brought great business opportunities for the Physical Internet Radio. As a graduation design subject, we design a Windows CE 5.0-based embedded hardware platform to listen to the Web broadcast from all over the world. The player

6、is based on Windows CE 5.0 platform, through a wireless network or cable network interacting with Web Service server and streaming media server, integrating the list browsing program, searching program, recommending program, Commenting program and streaming media player program.The thesis designs an

7、d realizes the software of a Windows CE-based embedded streaming media player. This project is base on ARM2440 processor. It use Windows CE 5.0 as the operating system, use Visual Studio 2005 as the develop tools, use WTL for animation design. This paper starts with the basic tenets of hardwares and

8、 softwares platform characteristics and network streaming media features. Focus on Window CE 5.0-based embedded streaming media audio players design and implementation, including the UI module design, the controller module design, the date storage module design, the audio player engine design and Ne

9、twork communication module design. Also I will show the operation and test results of this software. Finally, the prospect of further research work is proposed based on this paper.Keywords: W; Internet Radio; Embedded Streaming Media; WTL目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231050790 第一章引言 PAGEREF _To

10、c231050790 h 1 HYPERLINK l _Toc231050791 第二章系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)概述 PAGEREF _Toc231050791 h 3 HYPERLINK l _Toc231050792 2.1 網(wǎng)絡(luò)流媒體的特點(diǎn) PAGEREF _Toc231050792 h 3 HYPERLINK l _Toc231050793 2.2 嵌入式系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc231050793 h 3 HYPERLINK l _Toc231050794 2.3 媒體播放器的硬件平臺(tái) PAGEREF _Toc231050794 h 5 HYPERLINK l _Toc231050795

11、 2.4 媒體播放器的軟件平臺(tái) PAGEREF _Toc231050795 h 8 HYPERLINK l _Toc231050796 2.4.1 嵌入式操作系統(tǒng)的概念 PAGEREF _Toc231050796 h 8 HYPERLINK l _Toc231050797 2.4.2 Windows CE 5.0 操作系統(tǒng) PAGEREF _Toc231050797 h 9 HYPERLINK l _Toc231050798 2.5 媒體播放器的開發(fā)平臺(tái)的搭建 PAGEREF _Toc231050798 h 10 HYPERLINK l _Toc231050799 第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) PAGE

12、REF _Toc231050799 h 14 HYPERLINK l _Toc231050800 3.1 系統(tǒng)概述及功能 PAGEREF _Toc231050800 h 14 HYPERLINK l _Toc231050801 3.1.1 開發(fā)背景 PAGEREF _Toc231050801 h 14 HYPERLINK l _Toc231050802 3.1.2 總體目標(biāo) PAGEREF _Toc231050802 h 15 HYPERLINK l _Toc231050803 3.1.3 功能需求 PAGEREF _Toc231050803 h 16 HYPERLINK l _Toc2310

13、50804 3.1.4 非功能需求 PAGEREF _Toc231050804 h 17 HYPERLINK l _Toc231050805 3.2 系統(tǒng)架構(gòu)和模塊劃分 PAGEREF _Toc231050805 h 18 HYPERLINK l _Toc231050806 環(huán)境配置 PAGEREF _Toc231050806 h 20 HYPERLINK l _Toc231050807 第四章系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc231050807 h 21 HYPERLINK l _Toc231050808 4.1 系統(tǒng)MVC框架設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc231050808 h 21

14、HYPERLINK l _Toc231050809 4.1.1 系統(tǒng)MVC架構(gòu)圖 PAGEREF _Toc231050809 h 22 HYPERLINK l _Toc231050810 4.1.2 Model層 PAGEREF _Toc231050810 h 23 HYPERLINK l _Toc231050811 4.1.3 View層 PAGEREF _Toc231050811 h 23 HYPERLINK l _Toc231050812 4.1.4 Controller層 PAGEREF _Toc231050812 h 24 HYPERLINK l _Toc231050813 用戶界面

15、UI模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc231050813 h 25 HYPERLINK l _Toc231050814 4.2.1 WTL技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc231050814 h 25 HYPERLINK l _Toc231050815 4.2.2 主功能操作界面 PAGEREF _Toc231050815 h 26 HYPERLINK l _Toc231050816 4.2.3 具體功能界面 PAGEREF _Toc231050816 h 30 HYPERLINK l _Toc231050817 4.3 控制器模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc231050817 h 3

16、3 HYPERLINK l _Toc231050818 4.4 音頻播放引擎模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc231050818 h 38 HYPERLINK l _Toc231050819 4.4.1 WINCE下WMP控件說明 PAGEREF _Toc231050819 h 38 HYPERLINK l _Toc231050820 4.4.2 WINCE下實(shí)現(xiàn)流媒體播放 PAGEREF _Toc231050820 h 39 HYPERLINK l _Toc231050821 4.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc231050821 h 41 HYPERLINK l _Toc23

17、1050822 4.6 網(wǎng)絡(luò)通信模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc231050822 h 43 HYPERLINK l _Toc231050823 第五章系統(tǒng)測(cè)試及運(yùn)行結(jié)果 PAGEREF _Toc231050823 h 44 HYPERLINK l _Toc231050824 5.1 功能測(cè)試 PAGEREF _Toc231050824 h 44 HYPERLINK l _Toc231050825 5.2 性能測(cè)試 PAGEREF _Toc231050825 h 45 HYPERLINK l _Toc231050826 5.3 界面測(cè)試 PAGEREF _Toc231050826 h 46

18、HYPERLINK l _Toc231050827 第六章結(jié)束語 PAGEREF _Toc231050827 h 48 HYPERLINK l _Toc231050828 6.1 工作總結(jié) PAGEREF _Toc231050828 h 48 HYPERLINK l _Toc231050829 6.2 展望 PAGEREF _Toc231050829 h 49 HYPERLINK l _Toc231050830 致謝 PAGEREF _Toc231050830 h 50 HYPERLINK l _Toc231050831 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc231050831 h 51Conte

19、nts TOC o 1-3 h z u TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231050790 Chapter 1Introduction PAGEREF _Toc231050790 h 1 HYPERLINK l _Toc231050791 Chapter 2System related technologies outline PAGEREF _Toc231050791 h 3 HYPERLINK l _Toc231050792 2.1 Network streaming media features PAGEREF _Toc231050792 h 3 HYPE

20、RLINK l _Toc231050793 2.2 Embedded systems outline PAGEREF _Toc231050793 h 3 HYPERLINK l _Toc231050794 2.3 The Media players hardware platform PAGEREF _Toc231050794 h 5 HYPERLINK l _Toc231050795 2.4 The Media players software platform PAGEREF _Toc231050795 h 8 HYPERLINK l _Toc231050796 2.4.1 Embedde

21、d operating systems concept PAGEREF _Toc231050796 h 8 HYPERLINK l _Toc231050797 2.4.2 Windows CE Operating System PAGEREF _Toc231050797 h 9 HYPERLINK l _Toc231050798 2.5 Estabish the development platform PAGEREF _Toc231050798 h 10 HYPERLINK l _Toc231050799 Chapter 3System overall design PAGEREF _Toc

22、231050799 h 14 HYPERLINK l _Toc231050800 3.1 System profiler and function PAGEREF _Toc231050800 h 14 HYPERLINK l _Toc231050801 3.1.1 Development background PAGEREF _Toc231050801 h 14 HYPERLINK l _Toc231050802 3.1.2 Overall objective PAGEREF _Toc231050802 h 15 HYPERLINK l _Toc231050803 3.1.3 Function

23、al requirements PAGEREF _Toc231050803 h 16 HYPERLINK l _Toc231050804 3.1.4 Non-functional requirements PAGEREF _Toc231050804 h 17 HYPERLINK l _Toc231050805 3.2 System architecture and module division PAGEREF _Toc231050805 h 18 HYPERLINK l _Toc231050806 Environment disposition PAGEREF _Toc231050806 h

24、 20 HYPERLINK l _Toc231050807 Chapter 4System detail design PAGEREF _Toc231050807 h 21 HYPERLINK l _Toc231050808 4.1 System MVC framework design PAGEREF _Toc231050808 h 21 HYPERLINK l _Toc231050809 4.1.1 MVC framework and structural graph PAGEREF _Toc231050809 h 22 HYPERLINK l _Toc231050810 4.1.2 Mo

25、del layer PAGEREF _Toc231050810 h 23 HYPERLINK l _Toc231050811 4.1.3 View layer PAGEREF _Toc231050811 h 23 HYPERLINK l _Toc231050812 4.1.4 Controller layer PAGEREF _Toc231050812 h 24 HYPERLINK l _Toc231050813 Graphic User Interface module design PAGEREF _Toc231050813 h 25 HYPERLINK l _Toc231050814 I

26、ntroduction of WTL technology PAGEREF _Toc231050814 h 25 HYPERLINK l _Toc231050815 4.2.2 UI of Main function operation PAGEREF _Toc231050815 h 26 HYPERLINK l _Toc231050816 4.2.3 UI of the Concrete function PAGEREF _Toc231050816 h 30 HYPERLINK l _Toc231050817 4.3 Controller module design PAGEREF _Toc

27、231050817 h 33 HYPERLINK l _Toc231050818 4.4 Audio player engine module design PAGEREF _Toc231050818 h 38 HYPERLINK l _Toc231050819 4.4.1 WMP controls base on WINCE PAGEREF _Toc231050819 h 38 HYPERLINK l _Toc231050820 4.4.2 stream medium playing base on WINCE PAGEREF _Toc231050820 h 39 HYPERLINK l _

28、Toc231050821 4.5 Data storage module design PAGEREF _Toc231050821 h 41 HYPERLINK l _Toc231050822 4.6 Network communication module design PAGEREF _Toc231050822 h 43 HYPERLINK l _Toc231050823 Chapter 5System testing and the running results PAGEREF _Toc231050823 h 44 HYPERLINK l _Toc231050824 5.1 Funct

29、ional test PAGEREF _Toc231050824 h 44 HYPERLINK l _Toc231050825 5.2 Performance test PAGEREF _Toc231050825 h 45 HYPERLINK l _Toc231050826 5.3 Interface test PAGEREF _Toc231050826 h 46 HYPERLINK l _Toc231050827 Chapter 6 Concluding remarks PAGEREF _Toc231050827 h 48 HYPERLINK l _Toc231050828 6.1 Summ

30、arize PAGEREF _Toc231050828 h 48 HYPERLINK l _Toc231050829 6.2 Prospects PAGEREF _Toc231050829 h 49 HYPERLINK l _Toc231050830 Acknowledgement PAGEREF _Toc231050830 h 50 HYPERLINK l _Toc231050831 References PAGEREF _Toc231050831 h 51引言近年來，網(wǎng)絡(luò)音樂，特別是網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)網(wǎng)絡(luò)播送的風(fēng)行，受到越來越多的群眾追棒。網(wǎng)絡(luò)音樂以其及時(shí)、海量、靈活、個(gè)性化、時(shí)尚的風(fēng)格，吸引了越來

31、越多消費(fèi)者的參加，同時(shí)也引起了眾多商家的關(guān)注。英國播送收聽率評(píng)定機(jī)構(gòu)RAJAR公司數(shù)據(jù)顯示英國有近1/4人口通過互聯(lián)網(wǎng)收聽無線電播送。媒體聽眾研究公司Bridge Ratings預(yù)計(jì)在2007年年底，每三個(gè)美國人之中就有一位收聽網(wǎng)絡(luò)播送。2021年全球的潛在WIFI收音機(jī)用戶將超過1000萬。收音機(jī)作為接收播送的工具，經(jīng)過漫長(zhǎng)的開展過程，由單波段開展到多波段，由電子管，晶體管開展到集成電路，由機(jī)械調(diào)諧開展到數(shù)字調(diào)諧功能等，其技術(shù)和品質(zhì)都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著網(wǎng)絡(luò)播送的飛速開展，這兩年更是出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)這種跨越全球的信息接收設(shè)備。但是，網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的開展尚處于萌芽階段：全球的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)開發(fā)主要集中

32、在歐美，涉足的廠家有近10多家，但主要流派卻只有5個(gè)：美國的Roku公司和Slimdevice公司, 英國的Reciva公司，德國的TerraTec公司，澳大利亞的Torian公司。在中國大陸，目前網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的開展顯得更加的謹(jǐn)小慎微，真正了解網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的人并不多。目前，網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)大多是通過基于PC機(jī)上的軟件開發(fā)來實(shí)現(xiàn)的其功能的，也就是說它并不能脫離PC機(jī)這種相比照擬大的和比擬昂貴的設(shè)備獨(dú)立使用。根據(jù)以上特點(diǎn)，本工程把目光投向那些不使用PC或者不愿長(zhǎng)時(shí)間使用PC的用戶，為他們量身定制流媒體播放設(shè)備，讓用戶不必使用PC也可以享受網(wǎng)絡(luò)音樂帶來的快樂。本工程組針對(duì)目前Web 2.0架構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)研發(fā)具

33、有獨(dú)創(chuàng)意義的嵌入式流媒體播放器亦稱為Internet Radio。Internet Radio是一個(gè)可以在家中自由移動(dòng)、任意擺放的無線流媒體播放器。只要身處Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Internet Radio的音樂平臺(tái)讓用戶不必翻開計(jì)算機(jī)，就能接收全球數(shù)千個(gè)令人意想不到的各種音樂類型電臺(tái)，讓用戶親臨音樂無國界的時(shí)代、享受不同風(fēng)格的音樂。當(dāng)然，如果沒有無線網(wǎng)絡(luò)，也沒有關(guān)系，設(shè)備也同樣提供了有線網(wǎng)絡(luò)的接口。除了可以直接透過因特網(wǎng)收聽網(wǎng)絡(luò)播送外，本產(chǎn)品也可以用于播放儲(chǔ)存于硬盤中的MP3。另外，本產(chǎn)品還增加了網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼相框Flick R、好友社區(qū)聊天等流行時(shí)尚的元素，實(shí)現(xiàn)與同類產(chǎn)品的差異化，勢(shì)必將吸引

34、更多消費(fèi)者的青睞。根據(jù)目前國內(nèi)外市場(chǎng)的初步調(diào)查和反響，明顯Internet Radio有著十分廣泛的用戶受眾。其產(chǎn)品的適用面廣，可以在家庭、旅館、餐館、汽車電子、個(gè)人手持等多種場(chǎng)合使用，可為家電廠商、連鎖運(yùn)營商、電信運(yùn)營商等傳統(tǒng)效勞商大大提高增值效勞產(chǎn)品的空間。該產(chǎn)品系中高檔網(wǎng)絡(luò)多媒體電子產(chǎn)品，產(chǎn)品定位于細(xì)分市場(chǎng)人群，并可針對(duì)亞洲、歐美等不同地區(qū)用戶進(jìn)行外觀、功能、語言的差異化設(shè)計(jì)，其良好的開展勢(shì)頭和獨(dú)特的功能特點(diǎn)，勢(shì)必能夠在未來的23年內(nèi)替代傳統(tǒng)PMP、MP3、MP4，在市場(chǎng)上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。本論文闡述了基于Windows CE平臺(tái)的嵌入式流媒體播放器的軟件設(shè)計(jì)。該軟件基于WINCE 5.0平臺(tái)，

35、通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)與Web Service效勞器和流媒體效勞器進(jìn)行交互，集成了電臺(tái)分類列表瀏覽、電臺(tái)搜索、電臺(tái)點(diǎn)評(píng)推薦、電臺(tái)收藏、流媒體播放、網(wǎng)絡(luò)相冊(cè)、好友聊天互動(dòng)等功能。本人長(zhǎng)期參與此工程，負(fù)責(zé)了包括軟件開發(fā)平臺(tái)配置，Internet Radio模塊的界面、業(yè)務(wù)邏輯和流程的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，主功能界面設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，并負(fù)責(zé)最后的應(yīng)用程序調(diào)試和整合工作。本論文的內(nèi)容如下：第一章 綜述了網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的開展現(xiàn)狀，提出了本課題的研究?jī)?nèi)容與意義。第二章 介紹了本系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，包括軟件、硬件平臺(tái)介紹和本系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)的構(gòu)建。第三章 論述了本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，包含系統(tǒng)的概述及功能介紹，系統(tǒng)架構(gòu)和模塊劃分

36、。第四章詳細(xì)論述了本系統(tǒng)平臺(tái)的流媒體播放器的詳細(xì)設(shè)計(jì)。具體闡述了Internet Radio程序的UI設(shè)計(jì)，控制器模塊設(shè)計(jì)，音頻播放器設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)通信模塊設(shè)計(jì)。第五章說明了本系統(tǒng)的測(cè)試工作。第六章給出了本論文研究成果及缺乏之處的總結(jié)，并對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)的流媒體播放器的開展前景進(jìn)行了展望。第二章系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)概述2.1 網(wǎng)絡(luò)流媒體的特點(diǎn)流媒體是指通過編碼器，將電腦里面正在播放的音頻或視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為可以在Internet上直接傳送的格式，而用戶登錄到流媒體節(jié)目的網(wǎng)站時(shí)，可以下載到經(jīng)過編碼的音頻、視頻信息，再通過如Real Player或Win amp等相關(guān)軟件將其播放出來。流媒體是

37、以流的形式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)模洳コ鲂Ч芫W(wǎng)絡(luò)帶寬的影響。一般多媒體數(shù)據(jù)下載時(shí)，需要下載完畢才能觀看，而多媒體流的特點(diǎn)是邊下載邊播放，不占用客戶硬盤空間，但需要有一定的網(wǎng)絡(luò)帶寬支持，如果帶寬低于多媒體流需要的帶寬，會(huì)造成視頻和音頻數(shù)據(jù)的停頓。與單純的下載方式相比，這種對(duì)多媒體文件邊下載邊播放的流式傳輸方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)傳輸和實(shí)時(shí)播放：流化多媒體使得用戶可以立即播放音頻和視頻信號(hào)，無須等待文件傳輸結(jié)束，這對(duì)獲取存儲(chǔ)在效勞器上的流化音頻、視頻文件，現(xiàn)場(chǎng)回訪音頻和視頻流都具有十分重要的意義。節(jié)省存儲(chǔ)空間：采用流技術(shù)，可以節(jié)省客戶端的大量存儲(chǔ)空間，在客戶端只需由播放器對(duì)流化音、視頻信息進(jìn)行回放即可。信

38、息數(shù)據(jù)量?。含F(xiàn)場(chǎng)流都比原始信息的數(shù)據(jù)量要小，并且用戶不必將所有下載的數(shù)據(jù)都同時(shí)存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器上，可以邊下載邊回放，從而節(jié)省了大量的磁盤空間。從網(wǎng)絡(luò)開展來看，采用流媒體技術(shù)有利于提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，為用戶節(jié)約大量時(shí)間，調(diào)動(dòng)用戶上網(wǎng)的積極性。從節(jié)目質(zhì)量看，流媒體技術(shù)雖然使視音頻信號(hào)質(zhì)量有所下降，但對(duì)用戶不會(huì)造成視聽障礙。隨著網(wǎng)絡(luò)的開展，網(wǎng)上信息量越來越多，商家可根據(jù)不同節(jié)目，采用多種傳輸格式，以滿足用戶需求。12.2 嵌入式系統(tǒng)概述本文中要實(shí)現(xiàn)的流媒體播放器是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為根底、軟硬件可裁減、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)、對(duì)功能、可靠性、本錢、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)

39、算機(jī)系統(tǒng)2。它將操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中，簡(jiǎn)單的說就是系統(tǒng)軟件與系統(tǒng)硬件一體化，具有軟件代碼小，高度自動(dòng)化，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。特別適用于要求實(shí)時(shí)性和多任務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)由嵌入式硬件系統(tǒng)和嵌入式軟件系統(tǒng)構(gòu)成。軟件系統(tǒng)又包括管理與控制硬件的操作系統(tǒng)和運(yùn)行于操作系統(tǒng)之上的用戶應(yīng)用軟件。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1：嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成圖在嵌入式系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般作為智能控制部件和用戶交互界面加以控制。在這種情況下，用戶并不知道(或者不需要知道)嵌入的計(jì)算機(jī)的存在，系統(tǒng)控制軟件一般被固化在嵌入式

40、計(jì)算機(jī)中，嵌入式計(jì)算機(jī)一般不需要(或不能)被用戶重新編程，通過特殊的輸入、輸出設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行交互。任何嵌入式系統(tǒng)都包括硬件和軟件兩個(gè)方面。硬件包括微處理器、存儲(chǔ)器、IO端口和圖形控制器等。軟件包括操作系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，應(yīng)用軟件控制著嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)作和行為，而操作系統(tǒng)那么為應(yīng)用程序提供必要的底層支持，它一般是通過提供給用編程接口(API)來實(shí)現(xiàn)的。3 但在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中它們的區(qū)別又不是絕對(duì)明顯的，有時(shí)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)者可能要做操作系統(tǒng)和應(yīng)用編程兩方面的工作。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)是面向應(yīng)用、產(chǎn)品和用戶的，所以不可能不研究應(yīng)用特性就開發(fā)出一個(gè)如PC般通用的嵌入式系統(tǒng)。在嵌入式系統(tǒng)中，具體的應(yīng)用將決定對(duì)

41、硬件和軟件的需求，如芯片、存儲(chǔ)器、IO擴(kuò)展和操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序編制等。和通用計(jì)算機(jī)不同，嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率的設(shè)計(jì)，量體裁衣，去除冗余，盡量以最小的系統(tǒng)、最低的本錢去實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能，這樣的產(chǎn)品才具有競(jìng)爭(zhēng)力。它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，移動(dòng)能力大大增強(qiáng)。2.3 媒體播放器的硬件平臺(tái)mini2440 是一款低價(jià)實(shí)用的ARM9 開發(fā)板，是目前國內(nèi)性價(jià)比最高的一款學(xué)習(xí)板；它采用Samsung S3C2440 為微處理器，并采用專業(yè)穩(wěn)定的CPU 內(nèi)核電源芯片和復(fù)位芯片來保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)

42、定性。開發(fā)板的外觀如圖2-2圖2-2： 開發(fā)板MINI2440 開發(fā)板硬件資源特性：CPU 處理器- Samsung S3C2440A，主頻400MHz，最高533MhzSDRAM 內(nèi)存- 在板64M SDRAM- 32bit 數(shù)據(jù)總線- SDRAM 時(shí)鐘頻率高達(dá)100MHzFLASH 存儲(chǔ)- 在板 64M Nand Flash, 掉電非易失- 在板 2M Nor Flash，掉電非易失，已經(jīng)安裝BIOSLCD 顯示- 板上集成4 線電阻式觸摸屏接口，可以直接連接四線電阻觸摸屏- 支持黑白、4 級(jí)灰度、16 級(jí)灰度、256 色、4096 色STN 液晶屏，尺寸從3.5 寸到寸，屏幕分辨率可以到

43、達(dá)1024x768 象素；- 支持黑白、4 級(jí)灰度、16 級(jí)灰度、256 色、64K 色、真彩色TFT 液晶屏，尺寸從3.5 寸到12.1 寸，屏幕分辨率可以到達(dá)1024x768 象素；- 標(biāo)準(zhǔn)配置為NEC 256K 色240 x320/3.5 英寸TFT 真彩液晶屏，帶觸摸屏；- 板上引出一個(gè)12V 電源接口，可以為大尺寸TFT 液晶的12V CCFL 背光模塊(Inverting)供電。接口和資源- 1 個(gè)100M 以太網(wǎng)RJ-45 接口(采用DM9000 網(wǎng)絡(luò)芯片)- 3 個(gè)串行口- 1 個(gè)USB Host- 1 個(gè)USB Slave B 型接口- 1 個(gè)SD 卡存儲(chǔ)接口- 1 路立體聲

44、音頻輸出接口，一路麥克風(fēng)接口；- 1 個(gè) 間距10 針JTAG 接口- 4 USER Leds- 6 USER buttons(帶引出座)- 1 個(gè)PWM 控制蜂鳴器- 1 個(gè)可調(diào)電阻，用于AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換測(cè)試- 1 個(gè)I2C 總線AT24C08 芯片，用于I2C 總線測(cè)試- 1 個(gè)2.0 mm 間距20pin 攝像頭接口- 板載實(shí)時(shí)時(shí)鐘電池- 電源接口(5V)，帶電源開關(guān)和指示燈系統(tǒng)時(shí)鐘源- 12M 無源晶振實(shí)時(shí)時(shí)鐘- 內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘帶后備鋰電池?cái)U(kuò)展接口- 1 個(gè)34 pin GPIO 接口- 1 個(gè)40 pin 系統(tǒng)總線接口操作系統(tǒng)支持- Linux2.4 媒體播放器的軟件平臺(tái)2.4.1 嵌入

45、式操作系統(tǒng)的概念嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境與其它類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有著巨大的不同，隨之也帶來了對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)的不同要求，從而構(gòu)成了現(xiàn)代操作系統(tǒng)的一個(gè)新的類別：嵌入式操作系統(tǒng)。4嵌入式操作系統(tǒng)是與應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)的。從應(yīng)用范圍角度嵌入式操作系統(tǒng)大致可以分為通用型的嵌入式操作系統(tǒng)合專用型的嵌入式操作系統(tǒng)。比擬典型的通用型的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)有Windows CE、VxWorks和從Linux開展出來的嵌入式Linux；專用型的嵌入式操作系統(tǒng)有專門應(yīng)用于掌上電腦的Palm OS、主要用于移動(dòng) 的Symbian等。從原理上看，嵌入式操作系統(tǒng)仍舊是一種操作系統(tǒng)，因此它具有操作系統(tǒng)的根本功能，包括進(jìn)程管理與處理器調(diào)

46、度、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和中斷處理等。但是嵌入式操作系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和應(yīng)用環(huán)境與一般操作系統(tǒng)有很大的不同，所以嵌入式操作系統(tǒng)又有不同于一般操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。一般而言，出于對(duì)使用環(huán)境和整體本錢的考慮，嵌入式操作系統(tǒng)的硬件平臺(tái)有如下特點(diǎn)：系統(tǒng)資源有限：微處理器微控制器指令字長(zhǎng)較短；存儲(chǔ)空間有限，很多系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間在1M之內(nèi)，有的沒有外部存儲(chǔ)器。外部設(shè)備多變：系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備以及被控設(shè)備千變?nèi)f化，其種類和復(fù)雜性超過一般操作系統(tǒng)的外部設(shè)備；比方輸入設(shè)備可能是鍵盤鼠標(biāo)、觸摸屏、筆式設(shè)備，也可能是速度檢測(cè)信號(hào)或雷達(dá)信號(hào)等。從應(yīng)用看，對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的要求有如下特點(diǎn)：占用系統(tǒng)資源要少：不少嵌入式系統(tǒng)本身資源有限

47、。CPU運(yùn)算速度不快，存儲(chǔ)空間不大，不可能允許操作系統(tǒng)占據(jù)一大局部的資源。實(shí)時(shí)響應(yīng)要求嚴(yán)格：特別是在關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)用的嵌入式操作系統(tǒng)，比方從事飛機(jī)碰撞檢測(cè)處理的系統(tǒng)，必須到達(dá)系統(tǒng)規(guī)定的硬實(shí)時(shí)指標(biāo)。對(duì)操作系統(tǒng)可靠性要求高：在關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)用的嵌入式操作系統(tǒng)不允許發(fā)生任何影響系統(tǒng)可靠性的故障，重新啟動(dòng)系統(tǒng)可能意味著重大事故。具有可配制性：由于要求嵌入式操作系統(tǒng)能夠應(yīng)用在各種各樣的硬件環(huán)境，因此嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)同其他操作系統(tǒng)的差異不大，但是實(shí)際結(jié)構(gòu)與功能與其他操作系統(tǒng)有著較大的不同。小型化：在保證其應(yīng)用功能的前提下，盡可能減少系統(tǒng)對(duì)資源的占用，由此作為出發(fā)點(diǎn)設(shè)計(jì)嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)和內(nèi)核的根本功

48、能。可定制性：嵌入式操作系統(tǒng)必須能夠提供可配置或者可剪裁的內(nèi)核功能和其他功能。比方，在處理器調(diào)度或者任務(wù)調(diào)度方面，能夠提供除輪轉(zhuǎn)式調(diào)度之外如搶占式調(diào)度等多種調(diào)度策略的選擇。在嵌入式操作系統(tǒng)中，根據(jù)應(yīng)用需求的不同，有的系統(tǒng)能夠提供各種文件系統(tǒng)供用戶選擇，有的系統(tǒng)不提供文件以減少系統(tǒng)的開銷?？梢浦残裕嚎紤]到嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品具有更新快的特點(diǎn)，嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)該能夠支持多種國際主流微處理器等硬件平臺(tái)。2.4.2 Windows CE 操作系統(tǒng)Windows CE 是微軟特意為信息設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、嵌入式應(yīng)用等非PC領(lǐng)域?qū)ｉT設(shè)計(jì)的一種壓縮的、具有高效的、可升級(jí)的操作系統(tǒng)(OS)，在外觀和使用

49、的感覺上十分接近桌面Windows系統(tǒng)。5Windows CE是一個(gè)32位嵌入式操作系統(tǒng)，其多線性、多任務(wù)、全優(yōu)先的操作系統(tǒng)環(huán)境是專門針對(duì)資源有限而設(shè)計(jì)的。這種模塊化設(shè)計(jì)方式使得系統(tǒng)開發(fā)人員和應(yīng)用開發(fā)人員能夠?yàn)槎喾N多樣的產(chǎn)品來定制它，可以選擇、組合和配置WinCE的模塊和組件來創(chuàng)立用戶版的操作系統(tǒng)。6Microsoft Windows CE CE.NET的后續(xù)產(chǎn)品，它不僅是一個(gè)功能強(qiáng)勁的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，而且提供了眾多強(qiáng)大工具，允許用戶利用它快速開發(fā)出下一代的智能化小體積連接設(shè)備。借助于完善的操作系統(tǒng)功能和開發(fā)工具，windows CE 5.0為開發(fā)人員提供了構(gòu)建、調(diào)試和部署基于Window

50、s CE 5.0的定制設(shè)備所需的一切特性。7Windows CE 5.0支持4種微處理器平臺(tái)以及相關(guān)仿真技術(shù):ARM: 支持的處理器包括ARM 720T、ARM 920T、ARM 1020T、Strong ARM、XScale.MIPS:支持的處理器包括MIPS/32(帶浮點(diǎn)運(yùn)算)、MIPS/32 (不帶浮點(diǎn)運(yùn)算)、MIPS16、MIPS IV/64(帶浮點(diǎn)運(yùn)算)、MIPS IV/64(不帶浮點(diǎn)運(yùn)算)。SHx:支持的處理器包括SH-3、SH-3 DSP、SH-4。X86:支持的處理器包括486、586、Geode、Pentium/ / /。通過提供各種先進(jìn)技術(shù)，Windows CE 允許開發(fā)人

51、員自由、靈活和更加平安地為智能設(shè)備建立連接，并且為用戶提供了與眾不同的豐富體驗(yàn)。8能夠讓用戶獲得更出色體驗(yàn)的功能特性包括：可伸縮的無線技術(shù).NET Compact 強(qiáng)大的多媒體能力最新的Web瀏覽技術(shù)最輕松的Windows集成實(shí)時(shí)協(xié)作和通信(RTC/SIP)終端效勞廣泛的多語言支持具有適應(yīng)性的可定制用戶界面應(yīng)用程序和效勞豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序2.5 媒體播放器的開發(fā)平臺(tái)的搭建在本工程中，基于Windows CE平臺(tái)的軟件開發(fā)工具主要包括Platform Builder和visual studio 2005。1、安裝在微軟的官方網(wǎng)站下載的安裝程序大約有3G左右，安裝PB5 F，如果系統(tǒng)中沒有安裝此組

52、件，將會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示。在PB5 F后再安裝PB5，由于安裝PB 一般需要5-7G 的硬盤空間，在安裝之前要確保磁盤有足夠的空間。2、導(dǎo)入安裝BSP板開發(fā)商的光盤中附帶有相關(guān)的BSP,為了使用相應(yīng)型號(hào)的液晶屏，需要對(duì)BSP 的設(shè)置做如下修改：修改smdk2440INCs2440.h 中LCD_TYPE 的定義，找到如下定義語句：#define LCD_TYPE_N35 1 /適用于NEC3.5 寸屏 #define LCD_TYPE_A70 2 /適用于7 寸屏 #define LCD_TYPE_VGA1024x768 3 /適用于VGA 模塊輸出，分辨率為1024*768 #define LC

53、D_TYPE LCD_TYPE_N35 把LCD_TYPE 改為相應(yīng)的型號(hào)就可以了修改 批處理文件(使用“記事本可以翻開) REM - LCD_TYPE for Friendly ARM set BSP_LCD_TYPE_N35=1 set BSP_LCD_TYPE_A70=1 把需要使用的型號(hào)定義設(shè)置為1 就可以了， 其他為空。要使用 PB5 編譯WINCE 內(nèi)核映象，需要安裝對(duì)應(yīng)目標(biāo)板的BSP，并進(jìn)行一些設(shè)置。請(qǐng)按照以下步驟安裝BSP：Step1：把光盤/ Windows 目錄里面的SMDK2440文件夾復(fù)制“C: WINCE500 PLATFORM 目錄下，并去掉只讀屬性。Step2：翻

54、開“Platform Builder ”,選擇“File菜單下的“Manage Catalog Features,點(diǎn)“Import按鈕,導(dǎo)入“文件Step3：在“Catalog的BSP下，將會(huì)自動(dòng)添加“Samsung SMDK2440:ARMV4M項(xiàng)，BSP安裝完成。3、安裝無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序位于光盤Windows CE 驅(qū)動(dòng)程序模塊無線網(wǎng)卡文件夾中，它是一個(gè)安裝文件“。 雙擊安裝文件，安裝完畢后翻開PB5，會(huì)看到Catalog一欄中出現(xiàn)其選項(xiàng)。4、 編譯內(nèi)核工程(1) 在C:WINCE420PBWorkspaces 目錄(如果沒有，可以手工創(chuàng)立一個(gè))中創(chuàng)立一個(gè)文件夾“mini2

55、440”， 把光盤中Windows CE 5.0 目錄下的mini2440.pbxml 文件C:WINCE420PBWorkspacesmini2440 目錄，并去掉只讀屬性。(2) 在PB 中點(diǎn)File-Open Workspace，翻開剛剛復(fù)制的工程文件，注意是“pbxml結(jié)尾的。(3) 翻開后，點(diǎn)Build OS-Sysgen 開始編譯，或者點(diǎn)工具欄的圖標(biāo)開始進(jìn)行編譯，該過程比擬長(zhǎng)。(4) 編譯完畢，就會(huì)生成“和“0”兩個(gè)文件，其中nk.bin 是發(fā)行版本，nk.nb0 是內(nèi)存中運(yùn)行版本， 我們一般使用 nk.bin 。它們位于C:WINCE500PBWorkspacesmini2440

56、RelDirsmdk2440_ARMV4I_Release5、導(dǎo)出SDK我們可以把定制好的內(nèi)核工程導(dǎo)出為SDK 安裝文件，它用來提供給應(yīng)用開發(fā)人員，里面主要包含與定制平臺(tái)有關(guān)的頭文件、庫、一些文檔等內(nèi)容。應(yīng)用開發(fā)人員可以通過安裝SDK在Visual Studio 2005以下簡(jiǎn)稱(VS2005)中開發(fā)基于此平臺(tái)的應(yīng)用程序。(1) 首先翻開并確定已經(jīng)編譯好工程例如，點(diǎn)Platform-SDK - New SDK(2)跳出“Export SDK Wizard向?qū)Т翱?，點(diǎn)“下一步繼續(xù)：(3)進(jìn)入“Product Properties配置窗口，可以根據(jù)實(shí)際情況填寫配置(4)進(jìn)入“Development

57、 Language配置窗口，選擇開發(fā)語言支持(5)配置完畢，點(diǎn)“ Finish按鈕結(jié)束。(6) 運(yùn)行SDKWizardPlatform-SDK-NewSDK，填寫必要的信息之后，把支持的開發(fā)工具都勾上，完成。下面是配置SDK選擇Platform-SDK-ConfigureSDK，要是覺得沒有什么好配置的也可以跳過。(7) 生成SDK。Platform-SDK-BuildSDK。一切順利的話應(yīng)該可以在當(dāng)前工程目錄的SDK目錄下找到打包成.msi文件的SDK安裝包。6、 配置VisualStudio2005(1)雙擊xe，先安裝生成好的SDK。運(yùn)行VisualStudio2005，選擇菜單“工具-

58、選項(xiàng)，翻開選項(xiàng)設(shè)置對(duì)話框，從左邊的樹型列表中選擇“設(shè)備工具-設(shè)備，右邊的下拉列表框拉到底可以看到“QQ2440”，這就是我們剛剛生成的那個(gè)Platform。下面的設(shè)備列表里有兩項(xiàng)，雙擊QQ2440，設(shè)定傳輸為DMA傳輸，再點(diǎn)擊“仿真器選項(xiàng)，在“顯示選項(xiàng)卡里設(shè)定好模擬器屏幕尺寸，顏色深度等，全部保存。(2)新建一個(gè)智能設(shè)備工程，向?qū)У?步選擇平臺(tái)的時(shí)候用我們的QQ244替換PocketPC2003，完成。然后按F5運(yùn)行程序，不出意外的話模擬器應(yīng)該就出來了。7、 使用ActiveSync 與PC 同步通訊(公共)1安裝ActiveSync，當(dāng)安裝完成后會(huì)自動(dòng)運(yùn)行 ActiveSync，同時(shí)在任務(wù)欄

59、出現(xiàn)相應(yīng)的圖標(biāo)托盤，點(diǎn)“取消。2確認(rèn)板子里面已經(jīng)燒寫好了我們提供的 WINCE 映象文件，并開機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)起來以后，接上USB 電纜，并與PC 連接，如果以前沒有安裝過這個(gè)驅(qū)動(dòng)，計(jì)算時(shí)機(jī)出現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)新硬件的提示，這時(shí)就要安裝CE 用同步USB 驅(qū)動(dòng)。3USB 驅(qū)動(dòng)安裝完，開發(fā)板已經(jīng)同PC 連接好了，PC 任務(wù)欄的右下角的ActiveSync 也變成了綠色，這說明一切準(zhǔn)備就緒。ActiveSync 安裝完畢后，在“我的電腦里會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“移動(dòng)設(shè)備圖標(biāo)，雙擊翻開它，里面會(huì)有名為“Friendly ARM 的文件夾，這個(gè)就是與板同步的文件夾，可以將可執(zhí)行程序放在這個(gè)文件夾中，然后在開發(fā)板中運(yùn)行。 至此，

60、工程的開發(fā)平臺(tái)根本已經(jīng)配置完畢，現(xiàn)在就可以在VS2005中開始我們工程的開發(fā)了。第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)概述及功能 開發(fā)背景 互聯(lián)網(wǎng)的誕生于70年代末，在90年代得到了高速的開展。除了上網(wǎng)人數(shù)急劇增加之外，最值得注意的是在互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)廣闊的平臺(tái)上開展了各種應(yīng)用。早期的互聯(lián)網(wǎng)上僅僅是文件和電子郵件的傳送，隨著瀏覽器的出現(xiàn)，多媒體成了網(wǎng)上驕子，文字、圖片等構(gòu)成了豐富的表現(xiàn)形式，隨后，更多的媒體形式出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上，最典型的就是音頻和視頻。從90年代中期開始，以流媒體形式出現(xiàn)的網(wǎng)上視、音頻經(jīng)歷了快速的開展，逐漸地由窄帶向?qū)拵мD(zhuǎn)移，提供視、音頻內(nèi)容的站點(diǎn)急劇增加，視聽質(zhì)量有了明顯的改良。網(wǎng)絡(luò)播送即有