楊銳 劉宏杰 周永錄

摘 要：本文主要是基于Sigma嵌入式網(wǎng)絡流媒體解碼平臺，設計一個可提供網(wǎng)絡多媒體信息瀏覽、選擇、解碼、播放和顯示的播放系統(tǒng)。

【關鍵詞】Sigma嵌入式 音視頻解碼 播放系統(tǒng)

建立在嵌入式網(wǎng)絡音視頻解碼系統(tǒng)硬件平臺和系統(tǒng)底層固件實現(xiàn)高音質數(shù)字音頻、高清晰數(shù)字視頻、高分辨數(shù)字圖像等本地或網(wǎng)絡多媒體信息的瀏覽、選擇、解碼、播放和顯示等功能的播放系統(tǒng)在軟件設計上主要包括底層軟件設計和應用層軟件設計。

1 軟件系統(tǒng)總體結構

有些高清播放機的應用軟件設計主要分為主控模塊，播放器模塊，瀏覽器，系統(tǒng)管理模塊，增值業(yè)務模塊。本文設計的嵌入式網(wǎng)絡音視頻解碼播放系統(tǒng)按照面向對象的設計方法，將系統(tǒng)功能分布到各個基于類的對象中，在對象之間的協(xié)同工作上執(zhí)行程序。應用系統(tǒng)劃分為以下模塊：

（1）入口模塊main，作為執(zhí)行軟件的入口函數(shù)，即C++程序通用的main函數(shù)；

（2）響應用戶控制模塊GuiControl， C++類，提供用于響應用戶命令的各種功能；

（3）界面繪制模塊GuiRender，C++類，實現(xiàn)界面繪制使用的底層功能；

（4）界面分析模塊GuiParse，C++類，進行XML界面配置文件的讀取和分析；

（5）媒體資源播放引擎MSPE，封裝媒體資源解碼播放相關功能，提供API接口。

本文設計的嵌入式網(wǎng)絡音視頻解碼播放系統(tǒng)軟件總體結構如圖1所示。

以上模塊中，入口模塊、響應用戶控制模塊、界面繪制模塊、界面分析模塊是可執(zhí)行文件的一部分。媒體資源播放引擎單獨封裝為動態(tài)鏈接庫，實現(xiàn)媒體資源播放相關功能的封裝性和重用性。

模塊結構如圖2所示。

2 底層軟件設計

嵌入式網(wǎng)絡音視頻解碼系統(tǒng)底層固件是各種應用系統(tǒng)的軟件基礎架構，主要由SMP8634 XOS、引導程序（Zboot）、ROM監(jiān)控程序（Yamon）、Linux內核（Kernel）、硬件驅動程序（Drivers）和文件系統(tǒng)（Filesys）等幾個部分組成，具有模塊化、可裁減、可升級、可固化、可移植等特點。底層軟件數(shù)據(jù)流如圖3所示。

2.1 SMP8634/5 XOS

是SMP8634/5處理器的第一階段引導程序，芯片出廠時已經(jīng)固化在處理器芯片的ROM中，無須進行改動，其功能是提供上電復位后硬件的基本初始化以及FLASH所保存環(huán)境變量XENV狀態(tài)、電源工作狀態(tài)DRAM工作狀態(tài)、ZBOOT存在狀態(tài)的校驗檢查，為加載第二階段ZBOOT引導程序做好準備。

2.2 Zboot

SMP8634/5處理器是采用Zboot作為第二階段的bootloader，固化在硬件平臺上的FLASH芯片中，完成硬件平臺系統(tǒng)時鐘、DMA控制器、UART、中斷、GPIO等相關硬件的初始化，并加載運行YAMON或Linux內核的功能。本設計中，采用SIGMA公司提供的ZBOOT2.5.0-2.8.0源碼包，通過SIGMA SMP8634/5專用開發(fā)環(huán)境進行編譯，得到可執(zhí)行代碼，并燒寫到硬件平臺上的FLASH芯片中。

2.3 YAMON

YAMON是基于MIPS處理器板的ROM監(jiān)控程序，在ZOOT引導后加載，作為MIPS處理器板的底層監(jiān)控臺，為MIPS處理器板提供內存操作、Linux內核加載運行、FLASH程序燒寫、XENV環(huán)境變量設置等SHELL功能。本設計中，采用SIGMA公司提供的Yamon2.06源碼包，通過SIGMA SMP8634/5專用開發(fā)環(huán)境進行編譯，得到可執(zhí)行代碼，并燒寫到硬件平臺上的FLASH芯片中。

2.4 Linux Kernel

本設計中，Linux Kernel是指運行在硬件平臺之上的嵌入式操作系統(tǒng)內核，采用固化在硬件平臺上的FLASH芯片中，完成對整個硬件平臺的控制管理和調度，并作為應用層軟件的運行環(huán)境。采用的Linux內核版本號是2.6.15，通過對此內核的裁剪和配置，使之與硬件平臺所具有的硬件芯片及接口相匹配。

2.5 Drivers

本設計中，Drivers指硬件平臺上各類硬件部件的linux驅動程序模塊，包括了SMP8634/5主芯片所含各個硬件模塊的驅動以及外圍接口芯片的驅動，可通過內核的配置和整個Linux 內核集成在一起，也可作為單獨的驅動模塊在運行過程中進行動態(tài)的加載和卸載。

2.6 Filesys

Filesys指支持linux內核以及應用層軟件運行的文件系統(tǒng)，在本設計中，可針對不同需要，采用基于NOR FLASH 的CRAMFS文件系統(tǒng)、或基于硬盤/CF卡的EXT2/EXT3文件系統(tǒng)等多種形式

3 入口模塊設計

3.1 模塊概述

本模塊是執(zhí)行文件的入口函數(shù)，初始化用戶控制設備（遙控器或鍵盤），初始化基于響應用戶控制模塊GuiControl類的對象gui，初始化媒體資源播放引擎MSPE，以便使用其API接口，讀取存儲在系統(tǒng)Flash中 App Params分區(qū)的配置參數(shù)，初始化音視頻環(huán)境設置。在循環(huán)中接受用戶命令，送交用戶控制模塊處理，檢測全局變量顯示信息標志m_info，調用GuiControl類接口函數(shù)顯示更新播放信息，收到用戶命令為POWER鍵值，則進行系統(tǒng)軟關機或軟開機。

3.2 算法和流程

如圖4所示。

4 XML界面配置文件設計

界面在屏幕上的完整顯示稱為頁面（OsdPage），列表、菜單、圖片（Bitmap）、字符串（String）等界面元素是包含在頁面中的項目，一個列表（List）可包含多個列表項（ListItem）；一個菜單（Menu）可包含多個菜單項（MenuItem），一個菜單項又可有多個子菜單項。各個界面元素，又可根據(jù)用戶命令產生事件（Event），并規(guī)定事件觸發(fā)的命令（Command）。

因此，按照上述上下級包含關系設計XML結構，頂級XML節(jié)點可包含多個OsdPage節(jié)點，OsdPage節(jié)點可包含多個List節(jié)點、Menu節(jié)點、Bitmap節(jié)點、String節(jié)點。List節(jié)點可包含多個ListItem節(jié)點，Menu節(jié)點可包含多個MenuItem節(jié)點，也可包含Menu節(jié)點作為下級菜單，Item節(jié)點可包含Event節(jié)點。在OsdPage節(jié)點外，還有一個ScreenFormat節(jié)點，配置屏幕分辨率；多個Popup節(jié)點，配置彈出信息提示框；多個TextTable節(jié)點，配置信息表的顯示，TextTable節(jié)點中又可包含多個textItem節(jié)點，配置信息表中的一行一格內容；多個Command節(jié)點，配置彈出信息提示框的顯示；多個Slider節(jié)點，配置滾動條的顯示。

XML結構如圖5所示。

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作者簡介

楊銳（1974-），女，曾畢業(yè)于云南師范大學獲得碩士研究生學歷。現(xiàn)為云南農業(yè)職業(yè)技術學院講師。研究方向為軟件工程。

作者單位

1.云南農業(yè)職業(yè)技術學院 云南省昆明市 650031

2.云南大學云南省電子計算中心 云南省昆明市 6500223