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基于Linux的嵌入式多媒体播放器的设计与实现Linux

分类号:单位代码: 10110学号:

中北大学

硕士学位论文

硕士论文封面书脊题目:论文题目用一号黑体字,一行排不下可排两行

华及基

北于基于Linux的嵌入式多媒体的

嵌

入

式播放器的设计和实现

多

媒体

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器的

设

硕士研究生______ _ __武颖___ _____计

和

指导教师_____ _李博(副教授) ____

实

现

学科专业____ _精密仪器及机械_ __

武颖中

北大

2013年3月30 日

学

图书分类号__________________________________密级______非密___

注1

UDC

_______________________________________________________________

硕士学位论文

基于Linux的嵌入式多媒体播放器的设计和实现武颖指导教师

____________李博(副教授) _________

申请学位级别________硕士______________专业名称___ __精密仪器及

机械______ ___论文提交日期________年______月______ 日

论文答辩日期________年______月______ 日

学位授予日期________年______月______ 日

论文评阅人

___________________________________________________________答辩委员

会主席_______________________

年月 日

注1 :注明《国际十进分类法UDC》 的分类原创性声明

本人郑重声明 :所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独

立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含

其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡

献的个人和集体,均已在文中 以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人

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后遵守此规定) 。

签名: 日期:导师签名 : 日期:中北大学学位论文

基于Linux的嵌入式多媒体播放器的设计与实现

摘要

随着嵌入式技术的成熟,各种嵌入式设备像智能手机、 平板电脑等丰富了人们的日

常生活。 嵌入式开发也成了现今电子计算机技术的热门领域。 在此契机之下,本文作者

设计并实现了一款基于嵌入式Linux的多媒体播放器,能够克服传统播放器不容易扩展

功能、支持多媒体格式有限、携带不方便等缺点。

本播放器采用三星公司生产的S3C6410 ARM11芯片,硬件平台使用核心板加底板设

计,配备了触摸屏、 USB接口、 SD卡接口、 以太网接口。软件方面采用开源的嵌入式

Linux作为操作系统,开源软件Mplayer作为播放器,并且使用MiniGUI为播放器开发了

图形用户界面。

本文的主要内容有:

(1 )前期理论学习:包括文献查阅、 对嵌入式技术的研究、 各种主流音频视频文

件的编解码研究。

(2 )硬件平台设计:了解所用开发板的主要模块,包括CPU 、 Nand Flash 、Nor

Flash 、 SD卡座、 USB接口、 LCD 、 启动模式等;设计了串口红外接收电路,实现播放器

平台的红外遥控。

(3 )软件平台设计:在论文中分两个部分给出,操作系统平台移植和应用软件编

写。操作系统平台移植:给出了建立交叉编译环境的方法;Linux 内核的配置和移植;

引导装载程序uboot的编译移植;yaffs2文件系统的制作和移植。应用软件部分,说明

了播放器软件的设计过程与实现;为播放器建立图形操作界面的过程。

关键字:嵌入式,ARM ,Linux ,Mplayer ,MiniGUII中北大学学位论文

Design and Implementation of Embedded Multimedia Player

Based on Embeded Linux

Abstract

With the maturity of the embedded technology, lots of embeddeddevicesliked smartphone, ipad enriches human' s life. In nowadays, the embeddeddevelopment becomes thepopular research subjects of the computer technology. Under thisbackground, I designedand realized an Embedded Multimedia Player Based on embedded Linux.The player canovercome the disadvantages of the traditional player which isdifficult of expansion function,limited of support typys and hard to carryThe player observed withS3C6410 ARM11 chip produced by samsung corporation. The

hardware platform has core board and base board structure. It hasLCD, SD interface , USBinterface and ethernet interface. IThe player adopted real-timelinux operating system assoftware platform, an open source software called Mplayer as theplayer. The designdevelop the user interface by MiniGUIThe main research work includesas following:

(1 ) The previous research: including the literature consulting; thestudy ofembedded technology; the study of the main stream image and voicecodec(2 ) The design of the hardware platform: the study of the board’ smain modules,including CPU, Nand Flash, Nor Flash, SD interface , USB interface,LCD, start-up mode and soon; designed the circuits of infrared receiving(3 ) The design ofthe software platform: divided into two parts: transplanting aoperating system and application software design. Transplanting aoperating system includesbuilding the cross compile environment, the porting of arm linuxkernel, the porting of ubootand the porting of yaffs2 root file system. The application softwaredesign describes the

design and implement of the play software and the realization ofgraphical user interfaceKey words: Embedded technology, ARM, Linux,Mplayer, MiniGUI

II中北大学学位论文

目录

摘要I

Abstract. II

1绪论1

1. 1课题的研究目的和意义. 1

1.2研究现状1

1.2. 1嵌入式系统的研究现状1

1.2.2 Linux在嵌入式领域的现状. 2 1.2.3 ARM处理器简介及现状2 1.2.4Linux多媒体播放平台的研究动态. 3

1.3课题主要研究工作4

1.4论文结构4

2相关技术5

2. 1嵌入式系统5

2.2音频视频文件格式7

2.2. 1 MP3音频. 7

2.2.2 AAC音频9

2.2.3 AC-3音频11

2.2.4 MPEG视频13

2.2.5 RM视频. 15

2.2.6 Flash. 16 3嵌入式多媒体播放器硬件平台 17 3. 1硬件平台总体设计.

17 3.2核心板设计18

3.2. 1处理器. 18

3.2.2 DDR存储器19

1中北大学学位论文

3.2.3 NAND FLASH. 20 3.3底板设计. 20

3.3. 1启动模式20

3.3.2 NOR FLASH. 22 3.3.3接口设计22

3.3.4 LCD 26

3.3.5红外遥控设计. 26

4嵌入式多媒体播放器软件平台28 4. 1嵌入式开发流程及开发环境的建立.

28 4. 1. 1嵌入式开发流程28

4. 1.2建立交叉编译环境29

4.2引导装载程序BOOTLOADER. 32 4.2. 1 Bootloader代码启动流程. 33

4.2.2编译uboot 33

4.3 Linux 内核34

4.3. 1配置内核34

4.3.2编译内核37

4.4移植u-boot和内核到开发板37 4.4. 1制作用于烧写Linux的SD卡.

38 4.4.2烧写Linux到开发板的NandFlash中. 38 4.5根文件系统40

4.5. 1 Yaffs2文件系统. 40

4.5.2制作Yaffs2文件系统41

4.5.3烧写yaffs文件系统. 42

5应用软件设计44

5. 1播放软件设计44

5. 1. 1 Mplayer播放器原理44 2中北大学学位论文

5. 1.2初始化播放器. 46

5. 1.3音频视频解码. 47

5. 1.4 Mplayer的移植48

5.2 MiniGUI的移植与播放器图形界面设计51 5.2. 1 MiniGUI的体系结构与运行模式51 5.2.2 MiniGUI的移植52

5.3播放器图形界面开发53

5.3. 1播放器应用程序结构53

5.3.2图形用户界面设计54

5.4播放测试. 54

6总结与展望58

参考文献59

攻读博士(硕士)期间发表的论文及所取得的研究成果. 64

致谢. 65

3中北大学学位论文

1绪论

1. 1课题的研究目的和意义

进入21世纪以来,随着计算机多媒体技术和网络技术的飞速发展,嵌入式

系统已

经成为电子产品的重要发展方向,使用嵌入式系统的设备从数量上已经远远超过了计算

机。 日常生活中随处可见的手机、 平板电脑、 医疗仪器、 汽车, 以及工业控制、 航天航