基于Blackfin处理器的嵌入式数码相框设计[图]

行数码相框的设计。图1所示是其操作系统在Blackfin上的组织结构。

图1 操作系统在Blackfin上的组织结构

Linux是一种获得广泛应用的嵌入式操作系统，在所有主流的嵌入式系统中，Linux操作系统无论是其超强的网络功能、可任意裁剪、完全免费和通用的Linux API特点，以及广泛的开放资源，都使其成为嵌入式应用中的重要力量。uClinux是针对微处理器应用的Linux系统，源码完全开放，同时针对嵌入式应用的特点，uClinux对Linux的内核进行了修改和重新编译，因而内核更小。uClinux也包含Linux常用的API，并保留了原来Linux操作系统具有的高稳定性、强大的网络功能和卓越的文件系统支持功能。

uClinux操作系统可直接运行于Blackfin处理器。对于很多嵌入式应用来说，在与Blackfin处理器同等价位的方案中，很少有能支持Linux的。事实上，在面向特定的嵌入式应用时(例如内存空间有限或需要实时确定性的高安全性应用)，Linux仍然存在许多挑战。而本设计的主要特点之一，是其所选择的ADI公司的Blackfin处理器已在uClinux里集成了大量的硬件驱动和应用例程，其中包括无线局域网驱动、音/视频编解码器驱动等，这些驱动可帮助客户非常方便地将应用程序从原来的系统移植到Blackfin平台上来。此外，ADI与Arcturus Networ ks公司还联合推出了新型uCBF54x启动开发工具套件和系统模块。该开发套件提供的软件包括开源uCliunx BSP(板级支持包)以及Arcturus语音与管理中间件，同时包含完整的SIP和RTP堆栈。因此可以说，Blackfin Linux已经成为嵌入式系统领域最为稳定的嵌入式Linux发行包之一。

3 软件开发工具环境

随着嵌入式系统产品应用越来越复杂、产品投放市场的时间越来越急迫，完善的开发环境也变得越来越重要。除了全系列优化的嵌入式操作系统外，具有完整的开发环境也是其嵌入式系统开发的重要因素之一。为此，ADI也提供有能够支持其他Blackfin处理器的ADI CROSSCO RE软件与硬件工具，这些工具包括VisualDSP++集成开发与调试环境、仿真器，以及EZ-KIT Lite评估版硬件等。

此外，ADI也为嵌入式系统开发提供了大量的系统服务程序，例如为嵌入式系统提供了各种常见功能的软件库，这些服务程序实际上就是可用于任何系统的公用程序，它们既可在未安装RTOS的独立式环境下运行，又可用于VDK环境。利用这些系统服务程序可以便捷、高效地接入Blackfin处理器的硬件子系统，包括锁相环路、直接内存存取、中断控制器、标志控制器和定时器等。所有的Blackfin处理器均可采用一套通用的AM，各种应用和设备驱动程序也均可使用这些系统服务整序。这些系统服务程序中包含的软件都已经经过反复测试，而且性能稳定可靠，设计时可以直接使用这些程序。此外，利用这些服务程序，也可以轻松整合这些模块化软件，实际上，这些服务程序都是与VisualDSP++集成开发环境一起提供的。

为了改进应用开发环境，设计时可以用美国国家仪器有限公司(NI)与ADI联合推出的专用于ADI Blackfin处理器的LabVIEW嵌入式模块，来将LabVIEW图形化数据流的开发环境扩展到高性能、低功耗的Blackfin处理器，以便通过无缝地将其集成到ADI VisualDSP++开发和调试环境来快速地开发嵌入式系统。使用NI LabVIEW嵌入式技术可以一步到位完成系统建模的硬件在线测试和原型设计。这一图形化的软件包括140多种Blackfin特有的、经过优化的数学、分析和信号处理函数，比如音频和视频DAC、ADC以及编解码器等集成I/O。

4 嵌入式数码相框的设计

图2所示是一种基于Blackfin处理器BF52x开发的嵌入式数码相框的功能图，该产品具有互联网WiFi无线连接、电子邮件发送、RSS新闻阅读、即时照片分享、全触摸操作等功能特性。本设计采用uClinux嵌入式操作系统。作为一款典型的消费电子产品，Blackfin可以直接运行于uClinux，这使得该设计能够有效地降低整体成本，并可十分方便地将以往的设计软件移植到新的系统中。事实上，在与BF52x处理器相近价格的同类解决方案中，目前还很少有支持Linux的处理器。

图2 数码相框的设计方案图

基于Blackfin处理器BF52x开发的嵌入式数码相框的功能十分齐全，因此，设计时可以根据产品的开发周期和成本要求进行取舍。图3所示是一种基于Blackfin处理器BF52x设计的、功能相对比较简单的数码像框的硬件结构图。

图3 简单的数码像框的硬件结构图

由于Blackfin处理器BF52x，自身就带有NOR闪存、NAND闪存、铁电存储(FRAM)、SDRAM等存储器，因此，在需要进一步外扩存储器时，完全可以利用其自身固有的应用程序，另外，如果希望使该数码像框同时带有音频功能