基于Android的嵌入式视频系统

-.z软件体系构造课程期末论文题目基于Android的嵌入式视频系统论文摘要Android一词的本义指“机器人"，同时也是google于2007年11月5日宣布的基于Linu*平台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。本课题设计了一个基于Android的嵌入式视频系统。该系统主要实现了视频的采集、处理、存储、播放和传输。采集是通过Android自带的照相机和麦克风分别对图像和声音进展采集；处理是对所采集到的图像和声音的编码和格式转换；存储是对处理完成的视频的保存；播放是实现对视频的开场播放、暂停、重播、停顿功能；传输是手机与电脑之间的数据的传输。本设计根本实现了所要到达的目标，构造比拟简单，根本的容错设计也大概地实现，其效果还是满足要求的。关键词：Android系统视频采集视频播放AbstractThisprojectistomarkavideosystemwhichisbasedontheandroidoperatingsystem.Thissystemcancapturevideo,handlevideo,savevideo,playvideoandtransfervideo.VideocaptureiscollectingimagesandsoundfromthecameraandmicrophonewhichbringtheirownAndroid.Videoprocessingisencodedimagesandsoundswhicharebeencollected.Videostorageissavingthevideowhichisworked.Videoplayingistomarktruethatthevideocanbeplayed,plused,replayedandstoped.Videotransmissionistransmitteddatafromtheputertothemobilephone.Thisdesignisrealizedthegoal.Itisnotple*,everyfunctionslinkpact,theessentialtolerantdesignsisrealized,andthissystembasicallymetneeds.Keywords:AndroidsystemVideocaptureVideoplaying1.Android操作系统的背景介绍Android是一个专为移动设备设计的软件综合平台，凭借良好的可移植性、应用程序的硬件平台无关性及其开放性，迅速成为主流的手机平台之一。本文重点研究了基于Linu*平台的开源操作系统Android移植到ARM11的过程。Android是Google于2007年11月宣布的基于Linu*平台开源手机操作系统名称，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。Google重新设计Java虚拟机和系统，使得Android的Java应用更接近于底层系统效率更高；另外使用虚拟机技术使得Android的应用在被监控的情况下运行，平安性更高。Android是一个对第三方软件完全开放的平台。其平台采用了整合的策略思想，包括底层Linu*操作系统、中间层的中间件和上层的Java应用程序。操作系统的体系构造从上到下分为5个局部，分别是：应用程序、应用程序框架、程序库、Android运行环境、Linu*核心层。Linu*内核层用来提供系统的底层效劳，位于硬件和其它软件层之间，采用YAFFS2文件系统。Android运行库包含一组核心库和Dalvik虚拟机，Android提供丰富的数据库支持且大局部为开源代码，如采用嵌入式数据库SQLite。应用框架层为Android开发人员提供了框架应用程序接口的全部权限，采用构造化设计简化了组件之间的重用。在应用程序层，Android本身附带了一些核心的应用程序，大大简化了Android应用程序的开发。1.1嵌入式系统的背景介绍根据电气和电子工程师协会的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置〞。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体。目前国内一个普遍被认同的嵌入式系统的定义是：以应用为中心、以计算机技术为根底、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用的计算机系统。1.2嵌入式系统的特点从上述对嵌入式的概念的理解上看，嵌入式应该还具有以下几个方面的特点：1.系统内核小由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相比照拟有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。比方ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5KB而Windows的内核则要大得多。2.专用性强嵌入式系统的个性化能力很强，其中的软件系统和硬件的结合非常的严密，一般要针对硬件进展系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进展修改。同时，针对不同的任务，往往需要对系统进展较大的更改；程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级〞是完全不同的概念。3.系统精简嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能的设计及实现过于复杂，这样一方面利于控制系统本钱，同时也利于实现系统的平安。4.高实时性高实时性的操作系统软件是嵌入式软件的根本要求。而且软件要求固化存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性。5.多任务的操作系统嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统而直接在芯片上运行；但是为了合理地调度多个任务，利用系统资源、系统函数以及专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS(RealTimeOperatingSystem)开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少相应的开发时间，同时保障软件的质量。6.专门的开发工具和环境嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。由于嵌入式系统本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也不能对其中的程序功能进展修改，因此必须有一套开发工具和环境才能进展开发，这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进展。2.视频系统硬件的根本原理2.1视频基于硬件的设计框图本次设计直接使用手机来进展，硬件方面的准备就显得十分的简单，手机所采用的处理器是**仪器的TIOMAP3630，视频刻录时是通过500万像素的摄像头还有麦克风来采集图像和声音，手机自带有MicroSD卡，视频的播放是直接在手机屏幕上显示。视频系统的硬件设计框架如图3.1.1所示：图3.1.1视频系统的硬件框架2.2ARMCorte*-A8简介Corte*-A8处理器是ARM公司日前发布最新处理器，它将给消费和低功耗移动产品带来重大变革，使得最终用户可以享受到更高水准的娱乐和创新。在于美国加州举行的第二届ARM开发者年度大会上发布的ARMCorte*-A8处理器最高能到达2000DMIPS，使它成为运行多通道视频、音频和游戏应用的要求越来越高的消费产品的最正确选择。支持智能能源管理(IntelligentEnergyManger，IEM)技术的ARMArtisan库以及先进的泄漏控制技术使得Corte*-A8处理器实现了非凡的速度和功耗效率。Corte*-A8处理器得到了大量ARM技术的支持，从而能够实现快速的系统设计。这些支持包括：RealViewDEVELOPOER软件开发工具，RealViewARCHITECTESL工具和模型，CoreSight调试和追踪技术，以及对OpenMA*多媒体处理标准的软件库支持。Corte*-A8处理器是ARM的第一款超标量处理器，具有提高代码密度和性能的技术，用于多媒体和信号处理的NEON™技术，以及用于高效地支持预编译和即时编译Java及其他字节码语言的Jazelle®运行时间编译目标〔RCT〕技术。**仪器和ARM在第二届ARM开发者年度大会上共同宣布**仪器第一个获得全新的ARMCorte*-A8处理器的授权。**仪器同时也是在这一新处理器开发过程中领先的ARM合作伙伴。**仪器将把Corte*-A8处理器用于其众多下一代超低功耗3G调制解调器以及高性能的OMPATM应用处理器。此次设计手机核心处理器就是**仪器的TIOMPA3630。2.3TIOMAP3630处理器特性TIOMAP3系列处理器采用了ARMCorte*-A8架构，可提供比基于ARM11的处理器多至三倍的性能增益，同时使得3G手持终端具有可与笔记本电脑媲美的生产力以及先进的娱乐功能。OMAP3630应用了更先进的45纳米制造工艺,集成了PowerVRSG*530显示核心，在提供最高1GHz运行主频的同时，能够带来最高75%的图形性能提升以及25%的电力节省。通过图2.3.1，我们可以看到，由于缺少了图形处理器，所以36**系列中的入门款式：OMAP3610并未提供高像素视频记录以及视频回放性能，倒是高达720MHz的处理器运行频率，可以成为2010年推出的众多非主打影音功能智能手机的核心；而OMAP3620以及OMAP3630两款处理器则都具备着720MHz主频处理器以及DSP处理器，在视频解析能力方面也都到达了720P的水准，不同的则是OMAP3620型处理器提供了最高VGA分辨率的显示支持，而OMAP3630型处理器则提供了最高*GA分辨率〔1024*768像素〕显示支持能力。图2.3.1OMAP3介绍OMAP36*0系列处理器特性：45nmCMOS工艺ARMCorte*-A8核心处理器IVA2+〔图像，视频，音频〕多媒体加速器PowerVRSG*图形核心2D/3D加速〔OMAP3610未配备〕兼容OpenGLES2.0〔除OMAP3610〕电压，频率和功率动态控制TWL4030电源管理/音频编解码器〔除OMAP3640，使用TWL5030配套设备〕嵌入式视频设计总体设计方法3.1视频嵌入式系统总体设计1.总体设计流程图如图2.1所示图2.1设计流程系统需求分析：根据需求，确定视频系统所要到达的目标，最后制定设计说明。体系构造设计：描述系统对硬件、软件的功能需求，以及包括这两方面的选型等。软硬件设计：根据体系构造设计，对软硬件进展详细设计，其中大局部都集中在软件设计上。系统集成：对系统的软件和硬件集成在一起进展综合调试，发现缺乏时实施改良。系统测试：对设计好的系统进展测试，检验系统是否满足设计目标。3.2.体系构造如图2.1.1所示图3.1.1体系构造-.z4嵌入式视频设计的结论和展望电子行业从单片机到嵌入式系统，特别是近几年嵌入式系统技术的日渐普及，嵌入式系统无疑成为了当前最热门最有开展前途的IT应用领域之一，伴随着巨大的产业需求，我国嵌入式系统产业的人才需求量也是一路高涨，嵌入式开发成为近几年最热门最受欢送的职业之一。Android是基于Linu*平台开源手机操作系统名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，目前在市场可谓是如日中天。在Android开展的过程中摩托罗拉付出的是核心代码，Google付出的是公关和品牌效应，当然还有它的googleapp，但是Google掌握了AndroidMarket以及通过Androidgoogleapps获得的大量用户。Android以其特有的开放性优势越来越受到人们和智能手机厂商的关注，对于第三方软件开发商来说，Android是一个真正意义上的开放性移动设备综合平台，Android系统是免费向开发人员提供的，这样就防止了开发中专利权的障碍。因此就能为第三方软件开发商省下一大笔钱。对于设备制造商来说，Android是一个免费的平台，每制造一台手机时，那些支付给手机系统制造商的费用也省去了，这样就降低了手机的制造本钱，同时也就降低了手机价格，提高了市场竞争力。同时Android平台支持各种先进的网络、绘图、3D处理能力，可以用来提供更好的使用者体验。这一系列的优势真正的让Android成为最正确的手机应用平台。参考