基于ARM LinuxQT的掌上多媒体系统的设计和实现

驱动程序中的open和write方法，它们利用DMA实现了音频的播放。在open中，首先判断设备打开的方法：读娶写入和读／写，分别对应音频的录音、播放以及录音同时回放，然后申请两个与音频DMA缓冲区相关的，在初始化DMA时要用到，最后程序可以根据设备打开模式的初始化S3C2410的工作模式，并清空所需的DMA缓冲区(在write方法被调用时创建)的数据结构，把它留给缓冲区创建。在这里，因为使用了两个DMA音频数据传输，DMA缓冲的建立发生在第一次调用wri te将音频数据传送到设备，而OSS驱动的调用者通常要在打开音频设备时就期望获得DMA缓冲的信息，然而因为缓冲尚未建立，会使得缓冲大小为0这个结果，解决办法时在两个与音频DMA缓冲区相关的程序部分一定不能少了以下代码：

　　if(!output_stream．bufferaudio_setup_buf(＆out stream))

　　return-ENOMEM；

　　在Write方法中首先判断设备文件打开的方式，具有write特性打开的设备才可以写入，然后判断是否没有建立DMA缓冲区，若没有，则通过audio_setup_buf()来创建，定义一个结构体(audio_stream_t)的指针如下：

　　2．3 Gu l程序的设计与播放器的实现

　　2．3．1 GUI程序的设计和实现

　　播放器的图形界面在Qtopia视窗环境下运行，采用Qt／Embedded2．3．7作为底层图形库，用于生成用户界面。QT是一个跨平台的c++图形用户界面库，Qt／Embedded是面向嵌入式系统的版本，其最大的特点就是使信号和槽用于对象间的通信，Qt的窗口部件有多个预定义的信号，槽是一个可以被调用处理特定信号的函数。Qt的窗口部件有多个预定义的槽，当一个特定事件发生的时候，一个信号被发射，对应感兴趣的槽就会调用对应的相应函数。播放器界面主要包括主界面窗口、文件操作窗口、播放列表窗口。主界面窗口有一个显示屏和一些控制按钮，包括播放、暂停、快进、快退、下一首、上一首、音量调整以及播放进度条和播放时间显示。文件操作窗口可以使用户选择要播放的文件。播放列表用来播放最近播放的五个多媒体文件。

　　2．3．2 播放器的实现

　　Linux下的播放器Mplayer是Linux上最优秀的多媒体播放器，它能够使用众多的编解码器，支持多种输出设备。可以播放市面上几乎所有的音视频格式。本系统选择其作为播放器，对其进行优化和移植。进行的优化主要有：

　　(1)Mplayer在系统上运行的时候颜色会有偏差，因此编程校正Mplayer的色彩；

　　(2)Mplayer正常模式不能在FramBuffer的中间显示，带-fs的全屏参数播放后，只能将播放位置移到中间，并不放大，修改播放显示位置，让它和Nplayer图形界面的调用相符合；

　　(3)编程实现播放时对键盘事件正常化；

　　(4)Mplayer采用的自带的mp3lib浮点音频解码库的解码效率很低，在播放音频时会很卡，通过采用使用定点运算的libmad音频解码库替代原来的mp3lib库进行音频解码；

　　(5)使用Mplayer的-input选项，通过FIFO从GUI向后端程序传递控制信息。通过优化后，对Mplayer交叉编译，移植到系统上可以流畅地播放mp3等音频文件以及mpeg-1、mpeg-2、avi等视频格式。

　　2．4 影音录制

　　影音录制的系统框架见图2。通过扩展用于视频录制的Philips的视频解码芯片SAA7113和ADI的JPEG压缩芯片来实现。首先输入的模拟视频信号经过SAA7113转换为数字信号，然后传输给ADI的JPEG压缩芯片JPEG2000，压缩为JPEG图像信号，并通过扩展的总线接口传输到系统上。音频信号则直接通过音频输入接口送到音频解码芯片，并转化为数字信号进行编码。编写应用程序使传到的音视频数字信号一起转化为Motion JPEG编码的AVI格式的多媒体文件，并存入扩展的存储设备(微硬盘或者MMC／SD卡)，这样就可以被Mplayer播放。

　　3 性能优化

　　尽管ARM9处理器主频可以高达200MHz以上，但是为了降低功耗，本系统在保证满足实时播放的前提下，对系统进行优化。所以，在一个资源受限的处理器上要实现多媒体文件的实时播放，性能优化成为关键。本系统主要通过解码程序优化，打开Cache等措施来提高系统性能。

　　3．1 对解码程序的优化

　　由于解码过程绝大部分是计算，以MP3音频文件为例，其解码过程主要是高精度乘法和矢量运算，其中80％的CPU时间用于数值计算，因此对于解码部分主要采用了以下方法进行优化：

　　(1)整数运算。在没有硬件浮点单元的CPU上，浮点运算是仿真方式，因此解码代码中应直接采用整数运算方式编码，而避免浮点运算；

　　(2)通过查表方式代替很多运算式获取计算结果，对调用频繁的小函数采用inline修饰；

　　(3)关键代码采用汇编语言编程，以获得更高效的目标代码，来提高系统的运行性能。

　　3．2 打开Cache

ARM9处理器带有独立的16