基于FPGA的LCD显示的远程更新设计实现

一。Linux免费提供了大量支持Internet的软件，Internet是在Unix领域中建立并繁荣起来的，在这方面使用Linux是相当方便的，用户能用Linux与世界上的其他人通过Internet网络进行通信。

文件传输是其网络功能之二。用户能通过一些Linux命令完成内部信息或文件的传输。

远程访问是其网络功能之三。Linux不仅允许进行文件和程序的传输，它还为系统管理员和技术人员提供了访问其他系统的窗口。通过这种远程访问的功能，一位技术人员能够有效地为多个系统服务，即使那些系统位于相距很远的地方。

PetaLinux强大的网络功能可以很好的完成本题目网络传输的要求，而且随着PetaLinux的不断发展，越来越多的Xilinx公司的IP Core驱动程序（XPX LL TEMAC, XPS UART 16550,XPS GPIO,XPS DMA）加入了其内核中，大大减小了开发的难度，加上linux是开源的，在网上有大量的资源可以获取，从另一方面加速了设计开发的进程。基于以上优点，选择了PetaLinux作为本次设计的嵌入式操作系统。

3.3 嵌入式系统应用程序设计

基于FPGA的LCD显示的远程更新的软件部分可分为FTP客户端模块、视屏播放器模块和图形人机交互模块三部分，其软件的组成结构如图 5所示，它们的作用分别是:

1. FTP客户端模块:实现FTP客户端的基本功能并提供文件下载的接口函数供上层调用。

2. 视屏播放器模块:实现视屏文件的播放控制。

3. 图形人机交互模块:提供整个系统的图形化用户管理接口。

图 5 软件组成

3.3.1 FTP客户端的设计

FTP在TCP/IP协议层间的位置如图 6所示：

图 6 FTP在TCP/IP协议层间的位置

FTP与其他基于TCP协议的应用程序不同，它在客户进程和服务器进程之间使用了两个TCP连接：一个是控制连接，客户端与FTP服务器通过控制连接进行沟通，连接FTP，发送FTP指令都是通过控制连接来完成的，它会一直持续到客户进程与服务器进程之间的会话完成为止;另一个是数据连接，每当有文件在客户机与服务器之间传输时，就建立一个数据连接，数据请求完成后，FTP关闭该段数据连接。FTP采用这种方式将传输控制与数据传输的通道相互分离，最大限度地提高了网络中数据的吞吐量。

视屏录像服务器中保存了视屏录像，假设在视屏录像服务器上也运行了FTP服务器程序，当用户点播实时视频时，本设计以匿名用户登陆FTP服务器将视屏文件的部分先缓存到本地的DDR2 SODIMM中，然后同时进行下载和播放。当用户选择查询视屏录像时，首先将需要观看的视屏下载到本地的U盘中，然后使用播放器进行播放。考虑到文件下载是一种非常耗时的操作，为了提高视屏文件的下载效率，视屏文件的下载操作需要在子线程中完成。

3.3.2 视屏播放器模块的设计

视屏播放器模块准备在PeatLinux上面移植Mplayer播放器。MPlayer是Linux上的视屏播放器，它的功能十分强大，能够播放众多格式的文件，在X86 PC机上运行很稳定，也可以把它移植到非X86CPU上的嵌入式系统中来。相对其它播放器来说，其资源占用非常少，不需要任何系统解码器就可以播放各种媒体格式，对于MPEG/XviD/DivX格式的文件支持尤其好。MPlayer能使用众多本地的Xanim，RealPlayer和Win32 DLL编解码器，播放大多数MPEG、VOB、AVI、OGG、VIVO、ASF/WMV、QT/MOV、FLI、RM、NuppelVideo、yuv4mpeg、FILM、RoQ文件。借助于MPlayer你能观看VideoCD、SVCD、DVD、3ivx、RealMedia和DivX格式的电影。MPlayer的另一个大的特色是支持广泛的输出设备，它可以在X11、Xv、DGA、OpenGL、SVGAlib、fbdev、Aalib、DirectFB下工作，而且你也能使用GGI和SDL(由此使用它们支持的各种驱动模式）和一些低级的硬件相关的驱动模式。这个播放器能很稳定地播放被破坏的MPEG文件，并且它能播放Windows media player都打不开的有损坏的AVI文件，甚至，没有索引部分的AVI文件也可以播放。

Mplayer播放器采用了MEncoder解码器。MEncoder采用的编解码器包是libavcodec，这个编解码器包可以在多种平台上对Cinepak、DV、H.263、H.264/MPEG-4 AVC、HuffYUV、Indeo、MJPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 Part 2、RealVideo、Sorenson、Theora、WMV编码格式的视频流进行解码，它同时也是已知完成这些任务最快的解码器。

Mplayer移植到嵌入式平台时，编译后的可执行程序的大小在10~16MByte之间，由于Genesys开发板只有30MByte的Flash可以使用，所以不将Mplayer编译后的可执行文件放在文件系统中，而是将它存储在U盘中，待运行时再将它加载到开发板上执行。

3.3.3 图形人机交互模块

本设计以鼠标作为用户输入接口，采用带有HDMI接口的LCD显示器作为输出设备，利用QT 2.2.0进行