基于嵌入式系統的多媒體應用軟件的設計與開發

李培森

摘 要：為了緊跟多媒體軟件開發技術越來越強的腳步，本文提出了一種基于嵌入式系統的手機應用層多媒體軟件的設計和系統開發。該系統的硬 件部分的主要由一個單片機或微控制器（MCU）的處理器組成，軟件部分則包括了所采用的嵌入式操作系統和上層所使用的應用程序，用以控制整個嵌入式系統的操作流程。實際應用和產生的效果表明，該多媒體應用軟件技術的設計與開發為未來多媒體方向軟件設計提供了一個全新的思路，對手機應用多媒體軟件開發技術注入新的力量，達到了設計與開發的要求。

關鍵詞：嵌入式系統 多媒體軟件開發 實時多任務操作系統 軟件架構

前言

隨著硬件技術的發展越來越完善，軟件部分也就有著更大的發展空間，軟件部分的發展也就成為嵌入式系統中特別重要的一部分。嵌入式系統的硬件部分的功能越來越強大緊接而來的就是手機的功能也隨之增強。

1、嵌入式系統概述

嵌入式系統是一個專用的計算機系統， 它以應用為中心，計算機技術為基礎，軟硬件都可裁剪，使應用系統可以達到其對功能、功耗、成本、體積等要求的計算機系統。嵌入式系統融合了現代科學各個學科的精華，該系統沒有多余的軟件，也沒有多余的儲存器，并以固化態出現，使它具有高穩定性、低成本性、小體積、低功耗等特點。嵌入式系統的處理器由一個單片機或微控制器（MCU）組成，這些嵌入式處理器多是由8位、16位和32 位的，與64位的處理器相比，它的經濟型和現實性有很大的優勢。它的硬件為顯示卡、儲存介質、通訊設備或 PC卡的讀取設備等。嵌入式系統與普通的計算機處理系統不同，它大多數時候使用閃存而不是像其它硬盤那樣使用的是大容量的存儲介質。嵌入式系統的軟件包括操作系統、數據庫系統、通訊協議、圖形界面、標準化瀏覽器和應用軟件等。嵌入式系統的設計與基于 PC機 系統的不同是由它的應用領域決定的，傳統計算機的設計總是把可以提供最大計算速度的指標放在首位，而嵌入式系統中，更為重要的是外部接口、控制和算法等，處理器僅作為實現這些功能的手段而已。

2、軟件系統總體設計方案

隨著軟件系統趨向于規模性和復雜性的不斷提高，軟件系統的總體結構的設計與以往特定算法和數據結構設計與選擇相比顯得更為重要，好的結構對系統的順利運行起到很重要的作用。手機多媒體應用軟件有著功能復雜，交互性強等特點在嵌入式系統開發中更需要一個科學而且有效的結構和開發的流程。所以手機多媒體應用軟件設計首先就是軟件總體架構與主要模塊的設計?？傮w上手機多媒體應用軟件被分為三大層，分別為ERGO層，UISSS層和VRIS層，它的常規步驟為，首先選擇合適的對應的操作系統，在某些情況下，為了達到方便快捷的目的，操作系統可以省略。然后就是安裝開發環境，再開發應用程序，此程序最好在仿真器上進行調試，下面就是配置實時操作系統并且構造整個系統，最后就是進行調試，優化和測試等常規內容。定系統的功能和價值的是應用層的軟件。多媒體應用功能是我們設計的重點，也是其最重要的使用功能，也是手機軟件開發的最重要的模塊。該應用軟件的開發中，可以應用多種格式的媒體文件，其中音頻文件的格式包括 mid，mp3，wma，wave，au等，圖片文件的格式包括jpeg，GIF，bmp等，視頻文件的格式包括mpeg，MP4，AVI。 并且對多媒體應用功能進行了更加全面的設計，比如，Media Center媒體中心，它可以將audio，video等這些媒體文件的模塊進行存放，并且可以編輯 。顯示播放相應的媒體文件。嵌入式相機可以拍攝并保存 picture 等文件。PTV利用iden的通訊協議，可以在 PTT的通話模式下同時進行圖片的傳送。MMS多媒體短信，可以在發送的短信中添加 picture及audio文件。Caller ID在通訊錄里面，可以分別給不同通訊錄中的人分別分配不同的照片和來電音效，當通訊錄中的人來電或者撥出電話時，會顯示相應的通信人的照片和特定音效。系統中對不同功能模塊進行分解， 然后對各個模塊作進行需求分析，使其可以充分反映使用者和市場的需求，并且細致的的列出與其他功能模塊之間的交互。手機多媒體應用軟件設計為 3 個大層，ERGO層可以使手機軟件實現管理各種通話功能。應用功能等的子模塊，并為各個層提供接口ERGO， 層主要利用處理器來處理系統的總體結構的設計與以往特定算法和數據結構設計與選擇相比顯得更為重要，好的結構對系統的順利運行起到很重要的作用。手機多媒體應用軟件有著功能復雜，交互性強等特點在嵌入式系統開發中更需要一個科學而且有效的結構和開發的流程。所以手機多媒體應用軟件設計首先就是軟件總體架構與主要模塊的設計。總體上手機多媒體應用軟件被分為三大層，它的常規步驟為，首先選擇合適的對應的操作系統，在某些情況下，為了達到方便快捷的目的，操作系統可以省略。然后就是安裝開發環境，再開發應用程序，此程序最好在仿真器上進行調試，下面就是配置實時操作系統并且構造整個系統，最后就是進行調試，優化和測試等常規內容。定系統的功能和價值的是應用層的軟件。多媒體應用功能是我們設計的重點，也是其最重要的使用功能，也是手機軟件開發的最重要的模塊。

ERGO 的任務軟件定義了很多類型的狀態處理器每個狀態處理器處理不同功能的特定事件。狀態處理器被按照有序的次序層疊的放在一起，通過邏輯順序來控制它的激活和挪動，當遇到某個處理器不能及時處理事件的時候，它狀態處理器可以自動將該事件交給其他處理器進行處理。ERGO 就是起到保證處理器正常運轉這一功能的，當 ERGO 層收到來自實時操作系統的消息時，它立刻將消息的格式轉為事件的形式，立刻將該事件發到狀態機中進行處理，其中事件的類型包括RCS消息，SMS消息，VRIS消息，NAMS消息等。在 ERGO 層中有一個MRM模塊，它被稱為媒體資源管理器，它的作用是提供了一個通用的接口，可以連接媒體數據庫，并還能管理手機中的多媒體文件。UISSS它作為整個體系結構的一部分，它的作用是為其他層的用戶提供標準功能的接口和顯示用戶界面的信息，UISS 層為程序提供了一個抽象，就是（邏輯顯示）和（邏輯用戶事件），該抽象的作用是可以讓不同的應用程序在不同的硬件平臺上進行運行，該抽象與應用程序的對話框類似，不同模式和大小的內容都可通過 UISS 層來顯示，例如圖像模式與文字模式，尺寸的大與小，色彩的黑白，彩色或者單色，文字形式或者視圖形式的說明等。

3、結論

該多媒體軟件的設計與開發結合了手機應用層媒體軟件的設計，對從最重要的應用層軟件的總體結構模塊的設計開始，從軟件層次自下而上的順序，對軟件的功能，設計，數據結構和相關技術等做了分析和說明，并且對該軟件系統進行了科學有效的測試。實際應用和產生的效果表明，該多媒體應用軟件技術的設計與開發為未來多媒體方向軟件設計提供了一個全新的思路，對手機應用多媒體軟件開發技術注入新的力量，達到了設計與開發的要求。

參考文獻

[1] 王順華.基于ARM嵌入式系統的多媒體應用開發[D].南京郵電大學， 2011.

[2] 吳明.嵌入式系統中多媒體應用軟件的設計開發[D].東南大學， 2005.