基于ARM的Mplayer播放器的移植毕业论文.doc
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1、基于ARM的Mplayer播放器的移植摘 要目前市场上媒体播放器款式层出不穷。从原先只能用于欣赏音乐的MP3,至今已经发展成能够播放多种视频,音频格式的MP4,MP5等多功能媒体播放器。嵌入式系统的官方定义是以应用为中心、软件硬件可裁剪的、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性要求的专用计算机系统。其硬件以一个高性能的处理器(通常是32位处理器)为基础,软件以一个多任务操作系统为基础,非常适合完成MPlayer移植相关任务。本次毕业设计任务就是以Linux嵌入式开发为主线,利用X86PC机与ARM2410s嵌入式平台开发多种播放格式的MPlayer。本系统首先完成X86PC机
2、Linux环境下MPlayer的实现,之后通过QT制作MPlayer GUI,完成MPlayer 向ARM2410s嵌入式平台的移植和调试工作。并且通过研究多种视频的文件格式,使MPlayer能够播放多种视频格式。该毕业设计完成了任务书的要求。 关键词:嵌入式;Linux;MPlayer;视频格式;QT ABSTRACT The present market has been seeing various designs of media players emerging one after another. Originating from MP3 which can only serves
3、 for appreciating music, the multifunctional media players nowadays have been developed into MP4 and MP5, which can display many video and audio formats. Based on the software-hardware combined multimedia processing. The official definition for embedded system is a application-centered ware tailorab
4、le dedicated computer system that can cater to the strict integrative requires of the application system of function, reliability, cost, volume and power dissipation.The graduate project plans to develop Mplayer with various play formats using the embedded platform of X86PC machine and ARM2410S, wit
5、h the development of Linux embedded chips as the main line. The system first has accomplished players implementation of X86PC machine under the environment of Linux, followed which Mplayer GUI has been constructed to achieve the transplantation and debug from Mplayer to ARM2410 embedded platform. Me
6、anwhile, Mplayer is designed to display various video formats though research on the file formats of various videos. The graduate project has accomplished all the requires of the assignment. Key words: embedded; Linux; video format; QT 目 录 第一章 前言.1 1. 研究背景和意义.1 2. 嵌入式系统概述.2 2.1 嵌入式系统定义 .2 2.2 嵌入式系统构
7、架 .3 2.3 嵌入式系统开发流程 .5 3. 研究现状.7 3.1 嵌入式系统发展现状 .73.2 嵌入式移植研究现状 .83.3 毕设系统研究现状 .9第二章 系统分析 .10 1. 系统通用模型. 10 2. 系统主要任务和目标. 11 2.1 主要研究内容 .112.2 主要目标 .113. 系统结构分析.12 3.1 ARM-Linux 端.123.2 X86PC 端.124. 系统选用的开发工具.12 4.1 UP-NETARM2410-S 嵌入式开发平台.124.2 Linux 操作系统.144.3 HEX EDIT .164.4 GCC 编译器.17第三章 系统概要设计 .
8、211. 总体设计. 21 1.1 系统体系结构 . 21 1.2 基本设计概念 . 22 2. 模块设计. 25 2.1 功能-模块对照表 . 25 2.2 各功能模块逻辑关系 . 26 第四章 系统详细设计 . 27 1. 嵌入式开发环境的搭建. 27 2. 视频格式分析模块. 28 2.1 模块概述 . 28 2.2 模块分析 . 28 3. MPlayer 模块 . 36 3.1 X86-MPlayer 模块. 36 3.2 ARM-MPlayer 模块. 39 3.3 MPlayer 编译指令. 40 4. Gcc 模块 . 42 4.1 Gcc 模块定义. 42 4.2 ARM-L
9、inux-gcc 模块安装编译. 43 5. MINICOM 模块 . 44 5.1 MINICOM 定义. 44 5.2 配置流程 . 44 6.内核烧录. 45 6.1 内核介绍 . 45 6.2 模块执行流程 . 45 7. GUI 模块 .47 7.1 模块概述 . 47 7.2 QT 环境搭建. 47 7.3 插槽机制 . 49 7.4 主要数据结构和服务方法 . 51 第五章 系统测试 . 54 1. 测试计划. 54 1.1 测试对象 . 54 1.2 测试目标 . 54 1.3 测试原则 . 55 1.4 测试策略 . 56 2. 测试过程. 56 2.1 模块测试 . 56
10、2.2 模块集成测试 . 59 2.3 系统测试 . 61 3. 错误总结. 62 3.1 Mplayer 移植错误分析. 62 3.2 内核声卡驱动 BUG 消除 . 63 第六章 结 论 . 67 1. 本系统特色. 67 2. 开发心得. 67 参考文献 . 70 第一章 前 言 1. 研究背景和意义 随着科学技术的迅猛发展,人们的物质生活逐步得到改善,对精神层面的需求逐渐增强。由于不满足于仅在家中欣赏电视提供的多媒体,便携的媒体播放器应运而生。随着计算机和信息技术快速发展,人们对媒体播放器也提出了更加苛刻的要求。比如更动听的音质,更多的视频音频支持格式,更加人性化的操作界面等等。嵌入式
11、系统是面向用户、面向产品、面向应用的专用计算机系统,不能独立于应用而自行发展,否则会失去市场。嵌入式系统的核心部件即嵌入式微处理器的功耗、体积、成本、处理能力和电磁兼容性等均受应用要求的制约,这些方面也正是各个半导体厂商竞争的热点。嵌入式系统的硬件、软件设计都必须精心考虑,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,只有如此才能在具体应用时在处理器的选择面前更具有行业竞争力。嵌入式处理器必须针对其用户的需求,对芯片配置进行裁剪才能符合性能标准。由于嵌入式系统和具体应用有机结合起来,才能广泛应用于各种行业。如图1-1所示。1-1 嵌入式系统应用 多媒体技术的快速发展,在媒体播放方面独占鳌头的则是新兴的
12、开源软件MPlayer。MPlayer是Linux下最优秀的多媒体播放器之一,它的播放速度最快,支持的文件格式也最多,在X86 PC机上运行很稳定,将其移植到精简指令集的嵌入式系统中去,是十分有价值的。由于MPlayer其开源的特性,使得修改,定制一份具有针对性的MPlayer成为可能。并随着MPlayer版本的提高,功能与稳定性的不断完善,使用MPlayer作为媒体播放器的产品将成为趋势。由于开源软件免费的特性,使用MPlayer开发的产品将能够节省软件方面的成本。因此,对于MPlayer移植的可行性的分析与实现,十分具有现实意义。 2. 嵌入式系统概述 2.1 嵌入式系统定义目前嵌入式系统
13、已经渗透到我们生活中的每个角落,其地位和价值已经不可取代。嵌入式系统一个普遍被认同的定义是:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。可从几方面来理解嵌入式系统:1、 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的,它必须与具体应用相结合 才会更具有优势。因此嵌入式系统具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的裁减使用。2、嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以,介入嵌入式系统行业,必
14、须有一个正确的定位。3、嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪,满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。目前嵌入式系统的核心往往是一个只有几 K 到几十 K 的微内核,需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减。由于微内核的存在,使得这种扩展能够非常顺利的进行。2.2 嵌入式系统构架一般而言,嵌入式系统的构架可以分成四个部分:处理器、存储器、输入输出(I/O)和软件。核心部件是嵌入式处理器。嵌入式处理器是为了完成专门的应用而设计的特殊目的的处理器。嵌入式处理器一般分成如下四类:1、嵌入式微处理器(Embedded MicroProcessor Unit,EMPU)。在通用计算机CPU的基
15、础上,在工作温度、抗电磁干扰及可靠性等方面都做了各种增强。在使用EMPU构建母板时,只保留和具体嵌入式应用相关的部件,可以大幅度减小系统体积和功耗。嵌入式微处理器目前主要有AmI86/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS和ARM系列等。2、嵌入式微控制器(MicroController Unit,MCU)。将整个计算机系统都集成到一块芯片中,也可以称为单片机。与微处理相比,微控制器的体积较小,成本也较低,但是灵活性、系统资源有限,而且很难进行扩展。3、嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor,EDSP)。DSP处理
16、对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合与执行DSP算法,编译效率较高,指令执行速度较高。 4、嵌入式片上系统(System on Chip,SOC)。随着EDI的推广和VLSI设计的普及化及半导体工艺的迅速发展,在一块芯片里面可以实现复杂的系统。SOC很大程度地减小了系统的体积和功耗,提高可靠性。如图1-2所示: 图1-2 嵌入式系统构架在嵌入式系统中,为了有效地管理硬件资源以及多任务处理操作,在用户应用程序和嵌入式硬件之间加入了一层软件系统,称为嵌入式操作系统。操作系统包括存储器管理、硬件设备管理、中断处理、任务间通信、任务调度以及定时器管理等软件模块。嵌入式操作系统的引入,为用户应用程序
17、的设计提供编程接口。用户应用程序使用这些编程接口可以实现复杂的逻辑功能。但是嵌入式操作系统本身需要一定的系统资源,而在嵌入式系统中,系统资源是有限的。这就需要对嵌入式操作系统进行特别设计。目前,应用比较广泛的嵌入式操作系统主要有:mC/OS-、uCLinux、ARM-Linux、VxWorks、pSOS、Nucleus、PlamOS、Windows CE、Embedded Linux、ECOS、QNX、Lynx以及Symbian等。 2.3 嵌入式系统开发流程 嵌入式系统开发采用生命周期的方法,整个过程可以分为:1、需求分析阶段2、设计阶段(包括硬件与软件的规格要求)3、生成代码阶段(编程、测
18、试和调试)绝大多数软件开发都是基于native方式,在通用微机上进行本机编辑、本机编译、本机链接、本机调试、本机运行。但嵌入式软件的开发都是在支持交叉编译的环境下进行,这是一套编译器、连接器和libc库等组成的集成开发环境。宿主机上交叉编译、交叉调试,目标机上运行被调试程序。如图1-3为流程说明图:图 1-3 嵌入式软件开发流程 交叉编译,就是在一台电脑上生成能够在另外一台电脑上执行程序的代码。除了兼容性扩展的优势之外,交叉编译还以下两个优点:一是当目标系统对其可用的编译工具没有本地配置时,往往采用交叉编译来提供方便;二是当主机系统比目标系统要快得多,或者具有多得多的可用资源时,也会经常采用交
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