基于QT4_Linux多媒体播放器系统的设计与实现

第26卷第1期贵州大学学报(自然科学版)V o.l 26N o .12009年 2月Journa l o f G uizhou U n i ve rsity (N atura l Sc i ences)F eb .2009文章编号 1000-5269(2009)01-0060-05基于QT4&L inux 多媒体播放器系统的设计与实现王 震,林小川,周运练,欧阳天立(北京理工大学珠海学院计算机科学技术学院,珠海519085)摘 要:采用AR M 架构的嵌入式CP U,完成了多媒体浏览器的设计与实现。

首先在I ntel Xsca le PXA 270上搭建一个完整的嵌入式L i n ux 操作系统平台,包括boo tl o ader 、内核以及文件系统的裁减与移植,并且开发了相关的驱动程序,如蓝牙驱动、触摸屏驱动、矩阵键盘驱动、SD /M M C 卡的驱动以及LCD 显示屏的驱动等,用于完成系统基本的输入输出功能;然后在系统上移植了QT4用于设计应用程序和友好的GU I 界面,并在此基础上开发/移植了图象浏览、视频播放、日历时间、文本浏览等功能软件;最后设计了友好的GU I 界面,将这些软件有机的组织在一起,形成了完整的多媒体浏览器系统。

关键词:ARM;QT;多媒体浏览器;数码相框中图分类号:TP311.52 文献标识码:B 随着科技的不断发展,科技早已渗入到人们日常的生活当中,科技不仅带给人们不同程度的便利,同时也带给商家广阔的开发前景。

智能化 已经成为各种商品的发展趋势,而 智能家居 概念的出现更是一种科技发展对生活改变的一种体现。

数码相框 作为 智能家居 的一个重要组成部分,不但拥有多元化的功能,更具有把百姓生活带入 智能化 的重要意义。

但是现有 数码相框 产品缺少网络通讯与智能控制功能,这样使得数码相框没有正真融入到智能家居之中。

各种信号在智能家居之间的传输,和数据之间的共享变得不方便,因此,在 数码相框 的基础上, 多媒体浏览器 这个新的开发概念由此产生。

1 功能设计多媒体浏览器系统的系统框图如图1所示:图1 系统框图系统的最底层是系统层,包括各种接口部件的驱动程序,这些驱动程序通过嵌入式L i n ux 操作系统进行调用,然后完成相应的功能,为上层的接口层和应用层提供服务。

中间的嵌入式GU I 为接口层,采用QT4作为用户GU I 的界面库。

QT4是基于服务器-客户端的一种用户界面设计中间件[1],提供了丰富的功能控件和精美的界面设计功能,可以便捷的设计出赏心悦目的需要功能模块。

系统的最上层就是直接面向用户的应用层。

该层采用QT4设计,向用户提供了精美的用户界面,用户可以通过触摸屏方便的调用相关的功能。

该层主要包含以下几种功能模块:图片浏览功能模块:对预设目录中的图片进行解码绘图,可以单张全屏/最小查看并可对图片进行放大、缩小、翻转灯操作,同时也可以对多张幻灯播放显示。

电子书功能模块:可以显示txt 格式的文本信息,用户可以运行该功能阅读电子书籍。

多媒体功能模块:调用m player 播放器对系统内存或者U SB 接口中的外存定位对应的媒体文件,并将其解码进行播放;视频文件可以全屏播放/最小播放,音频文件可以前台播放/背景播放。

日历时钟功能模块:可以显示时间/日期,并具有记事本功能。

网页浏览功能模块:可以从将网络上下载的超文本信息,通过该功能模块的解码后正确的显示*收稿日期:2009-02-09作者简介:王 震(1980-),男,河南泌阳人,助教,研究方向:嵌入式系统设计与应用在显示屏上,为用户提供便捷的上网服务。

2 系统硬件设计系统采用I ntel 的XSCALE PXA 270处理器作为主处理器。

2.1 XSCALE PXA 270主要特性介绍[2]XSC ALE PXA 270是I n tel 公司于04年4月推出的面向移动设备的具有较高媒体处理能力的芯片。

该芯片是基于XSca le 架构的PXA27X 系列处理器,最高主频达到624MH z ,同时加入了W ire less MMX 无线多媒体扩展指令集技术和SpeedStep 动态电源管理技术,不但增强了PXA270的多媒体处理能力,使得其能够支持2D 和3D 游戏、数据流M PEG4视频、无线加密/解密、语音识别和数字编辑等应用,而且极大地降低了系统功耗,延长了便携产品的电池使用功耗。

2.2 硬件电路的设计多媒体浏览器系统的主要硬件框图如图2所示:图2系统硬件结构图系统的硬件采用模块化设计。

根据功能的不同,主要有以下模块:处理器模块:即PXA270处理器,用于实现系统的输入输出控制和音视频、图像等的编解码;输入接口模块:包括触摸屏和键盘,主要处理用户的交互输入信息;音频输出模块:主要用于音频信息的输出,包括本地内置喇叭的音频输出和音频接口的输出;显示输出模块:主要用于输出视频、图像、日历时间、文本等功能信息的输出,实现人机的交互;系统控制模块:包括晶振、电源等,复位电路,总线扩展槽等。

存储模块:包括NOR /NAND F lash 、SDRAM 、U 盘等。

用于系统初始化代码的存放以及音视频数据的存储;蓝牙模块:用于网络传输。

3 系统软件设计在完成系统硬件的设计与调试之后,接下来就是嵌入式L i n ux 操作系统以及ARM +DSP 双向通信驱动的开发,以及嵌入式视频监控系统应用程序的开发。

其软件的开发框图如图3所示:图3 系统软件开发流程图3.1 嵌入式操作系统的设计在通用的嵌入式L i n ux 操作系统[3]上,对其进行适当的裁剪,使其符合系统的硬件平台,并且初始化PXA270、开发底层的驱动,实现了对系统的控制以及数据的存储和传输。

3.1.1 引导程序bootloader 的实现系统中bootloader [4]的作用主要有:系统底层硬件初始化、拷贝bootloader 自身到RAM 空间中、外围设备初始化、人机界面初始化等功能。

此处根据系统开发板的资源情况,对其进行修改,然后将其烧写到开发板中,即可进行系统的引导,并可以使用其基本的功能。

3.1.2 嵌入式Linux 内核及文件系统的实现1)嵌入式Linux 内核[5]的实现根据开发平台的硬件特性,修改内核中相应的代码。

同时由于本系统要实现音视频数据的编解码,视频有PXA270cpu 进行解码,而音频需要添加UCB1400的驱动和操作。

A.硬件平台存储器空间地址分配在内核i n clude /as m /arch -davinci 目录下的m e m ory .h 头文件中,进行各存储器的空间地址分配的宏定义。

包括NOR F lash 、NAND F l a sh 、SDRAM 的基地址、大小,以及FLASH 和SDARM 空间的分配情况。

61 第1期王 震等:基于QT 4&L i nux 多媒体播放器系统的设计与实现B .硬件平台各种设备寄存器地址的定义在内核i n clude /as m /arch-pxa 目录下的hard w are .h 头文件中,进行硬件平台各种外设寄存器地址的宏定义。

包括UART 、U SB 、TI M ER 、C lock 控制器、SDARM 控制器、Ex terne l BUS 、LCD 、触摸屏等寄存器地址。

还应该根据开发板的具体情况修改ARM 的基时钟的频率,从而为外围设备提供正确的时钟。

C .蓝牙驱动的实现为了实现嵌入式L i n ux 蓝牙网络功能,还应该向L i n ux 内核添加蓝牙的驱动,从而实现系统音频、视频、图象等数据文件的网络传输。

2)文件系统的实现为了创建系统的文件系统,需要利用busybox 这个源代码开放的软件。

同时还要再新建嵌入式L i n ux 所必须得一些目录(包括etc /、dev /、li b /、t m p /、var/、mnt/、ho m e /、proc /)。

由于该系统采用的是NAND Flash 作为系统内部的存储器,因此需要在NAND Flash 中建立yaffs 文件系统,并将其挂载到/m nt/yaffs 目录下,该目录下用于保存QTE 及应用程序,和大容量的数据,如音视频文件、图片文件等。

3.2 图象浏览功能模块的实现3.2.1 用户主界面用户界面用Q t Desi g ner 来设计,Q t Desi g ner 有很强大的GU I 控件编辑功能,是专门针对GU I 设计开发的,可以比较容易的设计出精美的界面出来。

用户主界面设计了一个Fra m e 框架,然后将其他功能模块的图标放在该Fra m e 内,完成了整体的规划设计。

3.2.2 图片浏览此部分的开发涉及到了Q t 4中2D 的绘图系统。

它由三个主要的类支撑起整个框架:QPai n ter ,QPa i n t D ev ice 和QPainter Eng i n e 。

QPai n ter 用来执行具体的绘图相关操作,QPa i n t D ev i c e 是用来绘图的绘图设备。

Qpaint E ng ine 类提供了不同类型设备的接口,它对程序员不透明,由QPa i n ter ,QPa i n t Dev ice 类与其进行交互。

Q t 提供了4个处理图像的类,Q I m age ,QP i x m ap,QB it m ap 和QPicture 。

它们有着各自的特点,Q I m age 优化了I/O 操作,可以直接存取操作纵像素数据;QPix m ap 主要用来在屏幕上显示图像;QB it m ap 从QPix m ap 继承,只能表示两种颜色;QPicture 是可以记录和重放QPa i n ter 命令的类。

在本项目中使用QPix m ap 绘图设备来绘制相片。

QPix m ap 主要完成屏幕后台缓冲区绘图。

通常QPainter 在设备的坐标系统上绘制图形,但QPainter 也支持坐标变换,它提供了多个图像格式转换函数,这些函数的使用也比较直观。

可以通过QPainter ::sca le()函数进行比列变换,可以使用QPainter ::rotate()函数进行旋转变换,平移变换则使用QPa i n ter ::translate ()函数,不同的变换矩阵可以使用堆栈保存,用QPa i n ter ::save()保存变换矩阵到堆栈。

图4 图像浏览器的播放效果图3.2.3 绘制图片的实现图片绘制功能通过绘制图片的paint E vent 事件来实现。

如图片的缩放,图片的旋转,图片的全屏播放模式等等都是需要经过pa i n tEvent 事件处理的。

在本项目中,图片绘制这部分主要程序通过I m age W i d ge:t :pai n t E vent(QPaint E vent *even t)函数实现。