基于嵌入式技术的视频媒体播放器的设计

本科毕业论文题目：基于嵌入式技术的视频媒体播放器的设计学院：班级：姓名：**指导教师：李怀繁职称：副教授完成日期：2014 年6月 5 日基于嵌入式技术的视频媒体播放器的设计摘要：随着用户需求的日趋多样化，单一功能的视频媒体播放器功能已经渐渐强大起来。

嵌入式设备以其强大的功能、低廉的价格等优点成为了开发视频媒体播放器首选设备。

本文设计的播放器将视频媒体技术与嵌入式技术完美结合起来，不仅实现了音视频的播放，而且采用mini2440开发板，搭载Linux内核，使其具有强大的潜力，可开发实现多种功能，满足用户多变的需求。

该视频媒体播放器支持多种格式的音、视频文件的播放，可实现媒体文件播放的暂停、音量调节等播放功能，并且由于其应用于Linux 内核之上，比其他播放器有更广阔的发展空间。

关键词：mini2440开发板；视频媒体播放器；Linux内核；嵌入式技术；目录1.引言 (1)1.1 研究背景与目的 (1)1.2 研究方法 (2)2. 系统分析 (3)2.1 概要分析 (3)2.2 开发环境 (3)3. 系统设计 (4)3.1 构建基本环境 (4)3.2 配置相关服务器 (5)3.3 移植应用程序 (6)4. 系统实现 (8)4.1 运行流程 (8)5 系统测试 (9)5.1 测试流程 (9)5.2 功能测试 (10)结论 (13)参考文献 (14)附录 (16)1引言1.1 研究背景与目的在现代信息化社会，视频媒体在信息产业和媒体技术的发展和在人类社会的应用等方面产生的影响和作用越来越明显，且越来越重要[1]。

视频媒体技术的发展和应用，使得文化教育、科技、娱乐等诸多行业的飞速发展与相互渗透，同时，正在逐步改变着整个人类社会的生活方式与工作结构。

不言而喻，媒体产业的产生和发展，不仅会引发计算机工业的革命，而且也将会推动人类社会发生巨大变革。

嵌入式操作系统是计算机技术发展到一定阶段的中间产物，它无法与功能全面的计算机操作系统相比，但却凭借自身体积小、功能专用、稳定性高、价格低廉等优点正迅猛发展。

目前，具有知识产权保护的嵌入式系统在中国逐渐形成了一个热门领域，嵌入式系统的稳步发展使嵌入式软件的研发的重要性与日俱增。

优秀的平台需要配合相应的应用才能充分发挥最大潜力，所以，视频媒体技术的嵌入式发展已成为视频媒体技术发展的必然。

近年来，随着嵌入式技术的飞速发展，越来越多的企业开始开发嵌入式软件，并取得了一定的成果，开发了许多产品，其中包括了一些类型的嵌入式视频播放器。

但是却没有一款产品能够垄断嵌入式视频播放器的市场。

究其原因，现今的视频媒体播放器大部分是由计算机上通用的媒体播放器移植而来的，忽视了嵌入式设备的特殊性，其播放器在实用功能、视频显示和操作方便上不能媲美于计算机，而且也没有发挥嵌入式系统的潜力[2]。

在世界的其他国家，对视频媒体技术的研究和媒体产业的发展非常重视，投入了大量的人力、物力，开发出了一些体积小、易用性好的媒体播放器，并且产品不断更新换代，发展上升空间巨大，功能日趋完善。

随着计算机的发展和影视行业以及数据处理等技术的日趋成熟，为视频媒体技术的起步奠定了坚实的基础，并为各个行业的相互渗透与大融合提供了可靠保证。

同时，视频媒体是人类可直接接受的最丰富和最全面的信息来源，对于推动当今社会的发展和文明的进步起着重要作用，视频媒体技术的需求与日俱增。

在日益信息化的现代社会中，计算机和网络已经渗透了我们日常生活的方方面面。

作为一个现实，一个新的嵌入式设备中各种应用的数量正在稳步上升，人们可以有各种嵌入式设备，甚至一个人有多种，如手机，MP3或智能电器[3]，嵌入式技术正在飞速地发展。

将嵌入式技术与视频媒体技术的结合，将使得二者的功能更加强大。

一种具有体积小、反应快、扩展性强等优点的视频媒体播放器正是融合了嵌入式技术与视频媒体技术，将改变人类的生活，推动社会的发展。

1.2 研究方法视频媒体的出现使计算机具有了强大的综合处理文字、声音、图像以及视频的能力，依靠形象丰富的图、文等信息以及便利的交互性，改善了人机交互界面，人们使用电脑的方式发生了很大的变化，因此为计算机进入生产和生活的人打开新的领域。

同时，媒体技术也是继承与变革传统产业，尤其是印刷、出版、广告行业等产业的新兴技术。

还可以利用多媒体技术实现电子化，达到提高生产力的目的。

由此来看，发展视频媒体技术将对我国国民经济、文化教育和科技进步方面产生深远的影响。

该嵌入式视频媒体播放器采用探索性研究法，应用嵌入式设备开发的一般流程，主要步骤包括概要设计，详细设计，编码实现以及系统测试。

该播放器采用了性价比较高的mini2440型开发板，通过剪裁Linux内核并将其配置后移植到开发板上，同时，移植了libmad库及mplayer播放器,编写按键驱动代码，最后，在开发板上配置相关参数，实现视频媒体播放器。

2 系统分析2.1 概要分析视频媒体播放器的设计预期应满足如下需求：实现音视频文件的播放、暂停、切换等功能；可以播放指定目录下的媒体文件；响应快，播放流畅，运行稳定，播放视频文件时满足音视频同步的要求；具有良好的用户界面，较好的易用性。

2.2 开发环境硬件环境为： Mini2440嵌入式开发板。

软件环境：编译工具：GCC，交叉编译工具：ARM Linux GCC 4.4.3，共享库：libmad-0.15.2b。

Linux系统是一种类似于UNIX的操作系统，也是当前颇具发展潜力的计算机用操作系统[4]。

Linux之所以能在短短的几十年里发展迅速，与Linux所具有的良好特性息息相关。

Linux不仅传承UNIX的优秀设计思想，而且拥有了最新UNIX的全部功能[5]。

Linux的主要特点为极强的兼容性；多用户、多任务的操作系统；可移植性强；管理功能强大，可进行远程管理；稳定性高；具有较完善的编程语言和shell命令解析器。

Linux系统上已经拥有了许多高级编程语言，使得它成为了理想的应用开发平台。

在本次设计中，我们会修改到Linux系统的部分文件，需要修改的Linux的文件系统结构如下：/bin 该目录用于存放Linux的命令，例如ls、chmod等，其文件类型为可执行文件，即使普通用户也有可执行权限；/etc 该目录存放了系统运行时所需要的各种配置文件，包括网络配置文件，设备配置文件，系统配置文件等；/mnt 该目录用来存储挂载到本系统的存储设备的目录；/lib 用于存储Linux系统动态链接库/ lib目录，共享库的大多数应用程序将使用该目录。

/home 该目录用于存放新建用户的登陆目录的目录，对应于用户名。

作为一种桌面操作系统，Linux正凭借其自身的优势而蓬勃发展。

同时，作为一个稳定的服务器，Linux可以和其他各种业务操作系统相媲美，甚至占有很大的市场份额。

凭借其强大的可移植性，Linux在嵌入式领域的应用也变得越来越普遍，产品的发展日新月异。

在本次设计中，我选择了自己初学时使用的mini2440开发板，它是一种配置较高且比较实用的嵌入式设备，具有了较稳定、高效的电源系统与处理器，运行起来比较流畅[6]。

其结构图以及相关参数如下：图2-3 Mini2440开发板CPU使用的三星S3C2440处理器，频率为400MHz；内存为64M大小的SDRAM，其时钟频率高达100MHz。

用户资源包括6个按键和4个用户调试灯。

它的电源适配器外接电压+5V。

板身尺寸为100 x 100mm，支持Linux以及WindowsCE操作系统。

3 系统设计3.1 构建基本环境Bootloader是负责管理和指导硬件启动的程序。

当系统启动，它开始运行硬件设备的初始化，在系统软件环境下调用内核。

由于具体的硬件和硬件配置千差万别，所以bootloader的实现也不同。

即使相同的CPU模型，其外围设备可以是不同的，显然没有通用的引导支持所有的CPU。

在本次设计中使用了U-Boot，它能承载的CPU 类型较多[7]。

首先将U-Boot写入，配置好相关环境变量后将内核、文件系统写到mini2440开发板上，配置启动文件，开发板就可以启动了。

其步骤如下：首先，将u-boot文件下载到NandFlash的0地址，在supervivi中使用命令：x（格式化）以及v（使用usb下载）；然后下载内核，使用命令为:setenv envName envValue（修改环境变量）和saveenv（保存修改过的环境变量）；接着，将镜像文件下载到内存中，并将ROM中的无用数据擦除；使用命令：nand write.jffs2 0x30200000 0x100000 0x500000（将内存地址为0x30200000的数据写入nandflash的0x100000地址，长度为0x500000）以及bootcmd(环境变量)；最后，下载文件系统，使用命令:tftp 0x30200000 rootfs_qt.jffs2[8]。

将文件系统写入时使用命令：nand write.jffs2 0x30200000 0x600000 0x2000000，到此，基本环境就建好了。

3.2 配置相关服务器在本次设计中为了达到搭建环境与传输文件的目的，我们使用了TFTP的服务，一种很多的场合都用到TFTP的协议。

下面简述配置TFTP的过程，首先查看是否已经安装了tftp 服务端程序:输入命令为rpm -qa | grep tftp。

如果没有，则安装，此时输入rpm -ivh packageName。

然后修正配置文件，使得tftp生效，把tftp文件中的相关内容修改为disable no。

接着启动xinetd服务，在终端输入:service xinetd restart/reload/start/stop/status。

最后设置xinetd开机自动启动，输入:chkconfig --list | grep xinetd。

配置完成后测试tftp服务。

在本次设计中，使用NFS可以使程序的调试更加方便、高效。

用户的根文件需要在主机目录下，由网线到开发板安装的目录和文件的目录为根文件系统的内容，可以将根文件系统的用户编写的程序更新无需重新烧到板子而重新使用，可大大加快程序的调试。

下面简述配置NFS服务的过程：首先查看是否安装了nfs服务器程序，在终端输入：rpm -qa | grep nfs，查看结果后输入：rpm -qa | grep portmap。

如果没有，则参照以上安装TFTP服务来进行安装。

然后，修改配置文件exports，使得共享生效。

接着，使用service命令启动nfs服务。

可以选择设置nfs开机启动，在终端输入：chkconfig --list | grep nfs，结果正确后输入：chkconfig --list | grep portmap。