嵌入式Linux软件平台系统设计说明书

1、实用文案面向行业手持设备的嵌入式Linux软件平台项目嵌入式Linux软件平台系统设计说明书编写者：CY版本说明日期版本号发布说明作者批准人签字岗位文案大全11161717181 引言1.1 编写目的11.2 背景11.3 基线11.4 范围11.5 定义11.6 参考资料12 总体设计 2.1 概述12.2 设计思想32.3 基本处理流程52.4 产品的系统体系结构 82.5 功能需求与系统单元的关系 92.6 人工处理过程113 系统主要数据结构说明 3.1 数据名构113.2 数据结构与系统单元的关系 164 接口设计4.1 外部接口 164.2 内部接口 175 运行设计5.1 系统初

2、始化 175.2 运行控制175.3 运行结束176 系统出错处理设计 6.1 出错信息176.2 补救措施177 系统维护设计7.1 检测点白肉设计187.2 检测专用模块的设计188 尚待解决的问题 18附录A:嵌入式中文字库关键技术和算法 19GLYPH的矢量表示19计算转换系数SCALE. 20附录B：嵌入式中文字库数据流程图 21附录C :全屏手写系统结构图 22附录D:多媒体软件移植系统流程图231引言1.1 编写目的本文档是为保证“面向行业手持设备的嵌入式linux软件平台”项目在整个开发过程中的完整性、可追溯性，并保证软件产品与面向行业手持设备的嵌入式Linux软件平台项目系统

3、需求规格说明书保持一致性而编写的。预期读者为项目相关开发人员、项目管理人员和SCM SQA人员、客户代表。1.2 RJ项目名称：面向行业手持设备的嵌入式Linux软件平台用户：无线手持通信设备厂商1.3 基线面向行业手持设备的嵌入式Linux软件平台项目系统需求规格说明书1.4 范围本软件结构设计说明书所涉及的内容范围包括总体的结构设计，系统单元的结构设计，系统主要数据 结构说明，接口设计，运行设计，系统出错处理设计和维护设计。1.5 定义无。1.6 参考资料1)面向行业手持设备的嵌入式Linux软件平台项目系统需求规格说明书面向行业手持设备的嵌入式Linux开发平台项目总体开发计划2 )本文

4、件中引用的其他文献、资料以及软件开发标准。3 总体设计3.1 概述3.1.1 功能描述本产品要实现的功能包括：嵌入式Linux系统目标系统的软件开发环境对运行平台提供的各种接口，提供稳定的驱动程序基于QT/embedded的图形用户界面中文图形界面中英文手写输入、键盘输入多媒体播放器个人助理套件英汉词典浏览器面向交通、物流行业的应用编程接口本参考平台包括开发包和运行包。要求参考平台具备高度的可配置性，方便开发人员根据其需要在参考平台的基础上进行添加、裁减和上层开发，快速形成产品。3.1.2 运行环境开发平台的运行环境：推荐采用PIII650以上CPU,内存大于128M,硬盘空间大于 4G;推荐

5、完全安装普华Linux 3.0 ,并安装开发包和目标系统源代码。运行包硬件环境：硬件采用PXA250开发板，规格如下：socketed processor for easy upgrades64 MBytes SDRAM32 MBytes Boot ROM32 MBytes Flash Memory1 MByte SRAMone Intel? SA -1111? Companion Chip, which provides:one PCMCIA slot-one Compact Flash slot一one USB Host portPS/2 keyboard and mouse suppor

6、tStandard Microsystems LAN91C96* Ethernet controllertouch-screen panel controllers:一Philips UCB 1400*一Burr Brown ADS7846*audio CODECs with MIC, LINE IN, and HEADPHONE connectors:一Philips UCB 1400一Cirrus CS4201*Sharp LM8V31 LCD panel, with support for other LCD typesone USB Client portpulse width mod

7、ulation controlone infrared (IrDA) transceiverFull Function and Bluetooth UART serial portsone slot for one Secure Digital memory card or MultiMediaCardI2C bus communicationslogic analyzer connectionsone expansion-card slot for custom developmentisolatable processor core voltage for precise power me

8、asurementseight 7-segment LED digits, eight discrete LEDs, eight discrete switches, and two hexadecimal-encoding switches for use by application software2.2 设计思想2.2.1 系统构思本项目向用户提供参考平台包含开发包和运行包，在系统设计中因此也分为开发平台和运行平台，其中开发平台系统构思如图1所示，运行平台构思如图 2所示。PXA250 的目标系统源码®目标系目标系目标系目标系目标系统交叉统裁减统打包统下载统远程编译工工具工具

9、工具调试工PXA开发包Linux 核心 和glibc库PC环境标准Linux系统图1开发平台系统构思基本库和扩展库支持（C库、网络、多媒体（IPP）、图形）Linux核心图2 运行平台系统构思2.2.2 关键技术与算法关键技术：嵌入式Linux操作系统：主要是基于IntePXA 250硬件平台进行嵌入式 Linux系统优化，保证系统具备良好的可移植性和可扩展性，此过程主要涉及的技术包括：系统可剪裁可配置技术；支持无硬盘及闪存工作方式技术；JFFS2文件系统技术；支持随时直接关机；支持运行时核心模块动态加载机制；嵌入式图形用户界面：支持基于 Framebuffer的GUI系统；支持GIF、JPE

10、G、XPM、PNG、BMP等常用图像格式;提供易用的、可定制的、功能完善的人机交互界面；提供已预制的应用模块接口，提供对应用程序添加的扩展机制等；图形界面支持完整的中文机制及环境；为提高用户的开发效率，提供丰富的控件集和开发工具；面向行业类的应用编程接口库：提供具体行业的 API函数的实现机制；实现不同系统平台间的通讯；使开发出的API函数能够让开发人员较方便地实现上层应用程序与底层硬件之间的通讯；嵌入式JAVA :嵌入式Java虚拟机；提供Java处理程序；支持 Java applet 和 Java application;提供Java工具；提供Java运行环境；嵌入式中文信息处理子系统：全

11、面的中文显示支持；提供多种中文输入法；嵌入式中文字体；支持嵌入式手写输入；本项目目的是提供系统平台，所以具体算法主要由合作厂商提供相关接口，本项目设计的主要算 法有：基于IPP的多媒体编解码算法矢量字体的轮廓描绘、填充、平滑算法(算法分析见附录A)高效、准确的手写笔迹匹配识别算法2.2.3 关键数据结构无2.3 基本处理流程（1） 系统流程图3所示:开发平台系统流程如图图3开发平台系统流程图运行平台系统流程图如图4所示.图4运行平台系统流程图实用文案（2） 数据流程图本项目提供系统平台，因此项目没有核心数据流程，相关模块的数据流程见附录Bo2.4 产品的系统体系结构系统单元如下例表所示单元名称

12、标识符功能开发平台包kfptb交叉编译源代码，并打包下载到PXA开发板设备/接口驱动程序qdcx访问设备/接口的IO端 口/寄存器/配置空间，进 行设备检测和参数设定， 并初始化设备。处理中断 请求，完成数据读写操作 检测错误和处理异常中软嵌入式Linux操作系统czxt嵌入式Linux核心、基本 库和扩展库（C库、网络、 多媒体、图形库）嵌入式中文GUIzwguiQPE图形环境（窗口管 理、中文字库、中文手写）上层应用scyyQPE下的上层应用程序（包含个人助理套件、多媒体应用等）2.4.1 系统层次结构运行平台系统层次结构如图5所示:嵌入式中文GUI文案大全上层应用（关键是多媒体应用）实用

13、文案图5运行平台系统层次结构图2.4.2 系统单元设计开发平台：将现有的交叉编译工具、调试器、软件包下载工具等整合在一起，并增加裁减、打包工具。 设备/接口驱动程序：在现有的相关驱动程序源代码基础上，对PS/2, USB,以太网口，LCD以及音频口进行测试，并实现x86平台到PXA平台的移植。中软嵌入式Linux操作系统：使用开发平台提供的交叉编译工具编译基于PXA平台的嵌入式Linux核心和基本库以及启动程序，并使用开发平台的相关工具下载到开发板上。嵌入式中文GUI :开放源码的图形环境 QPE的修改和汉化（另包括全屏中文手写单元和嵌入式中文字库单元），然后交叉编译修改后的 QPE源码并下载

14、到开发板上（全屏中文手写流程图见附录C）上层应用：修改一些已有源码的应用并交叉编译下载到开发板上，关键是实现一个基于Intel IPP的多媒体播放器，主要方法是在分析 QPE多媒体软件底层接口的基础上，移植替换底层解码库。（多媒体解码流程图见附录D）2.5 功能需求与系统单元的关系开发平台：可以在PC机上交叉编译PXA的应用程序可对生成的PXA目标代码进行裁减可对生成的系统进行打包集成可以将软件包下载到PXA开发板，并写入Flash提供minicom ,可通过串口进行调试可在PXA开发板上通过gdb/gdbserver调试二进制代码设备/接口驱动程序：能使用PS2接口的键盘和鼠标能通过USB

15、口使用外接设备能使用10M以太网接口能使用LCD和触摸屏能使用外接的音频输入输出设备中软嵌入式Linux操作系统：在开发板上Linux核心正常启动在开发板上能使用 Linux基本指令嵌入式中文GUI :完善稳定的QPE图形界面全面汉化处理手写识别率高中文字体美观、清晰字符显示能够无级缩放上层应用：嵌入式中文套件邮件客户端多媒体应用软件（能正常播放MPEG4和MP3文件，多媒体文件播放流畅，播放速率至少达到25帧/秒）文案大全实用文案2.6 人工处理过程开发平台：根据目标系统需求，修改配置文件或Makefile软件的配置、编译过程，包括 configure、make、make install等软

16、件裁剪、打包和下载过程。运行平台：无。3系统主要数据结构说明3.1 数据结构本项目主要是提供一个系统平台，因此没有全局的数据结构，系统单元的数据结构如下:a）嵌入式中文字库主要数据结构FT_Outline_typedef struct FT_Outline_shortn_contours;/* number of contours in glyph*/shortn_points;/* number of points in the glyph*/FT_Vector*points;/* the outline's points*/char*tags;/* the points flags

17、*/short*contours;/* the contour end points*/intflags;/* outline masks*/ FT_Outline;n_contours:表示在一个 glyph outline中所有的字形轮廓的数目 n_points:表示在一个 glyph outline的矢量表示中，所有坐标点的数目。Points： 一个指向有'n_points'个FT_Vector元素的数组的指针，给出了 outline's点坐标Tags： 一个指向有'n_points'个char元素的数组的指针，给出每个outline point的

18、类型。Contours: 一个'n_contours'个短整型元素的数组，给出了每个 contour的结束点的索引。Flags： 一系列bit flags用来表示outline的特征。b）全屏中文手写主要数据结构class QMatcher 识别库标准接口类文案大全实用文案public:QMatcher (); 初始化virtual QMatcher(); 析构virtual void setType();/ 设置识别类型virtual void setSpeed();/ 设置识别速度virtual unsigned long getType();/ 获得识别类型virtual

19、 short getSpeed();/ 获得识别速度virtual int Recognize。;/ 识别处理virtual struct rangelist *TypeRange();/ 获得识别类型表列;struct Q_PACKED QIMPenGlyphLink/ 每个点的坐标结构signed char dx;signed char dy;class QIMPenStroke/记录每一个笔画中的各个点public:QIMPenStroke();/ 初始化void clear(); 清空bool isEmpty();/判断是否为空int length();返回点的个数const QArr

20、ay<QIMPenGlyphLink> &chain();/返回各个点QPoint startingPoint();/ 返回开始点void beginInput( QPoint p );/ 开始记录bool addPoint( QPoint p );/ 把点加入 links 数组void endInput();/某个笔画结束protected:QArray<QIMPenGlyphLink> links;/某个笔画的各个点的坐标；typedef QList<QIMPenStroke> QIMPenStrokeList;一个字的所有笔画c)多媒体软件移植

21、主要数据结构(1) mp3解码所用到的结构typedef struct /*/1. ippsUnpackFrameHeader_MP3IppMP3FrameHeader FrameHdr;/* MP3帧头信息*/Ipp8u HdrBufHDR_BUF_SIZE;/* MP3帧头缓冲区*/Ipp8u *pHdrBuf;/* MP3帧头缓冲区指针*/*2. ippsUnpackSideInfo_MP3*/IppMP3SideInfo SideInfoMAX_GRANMAX_CHAN;/* MP3 side 信息表 */*3. ippsUnpackScaleFactors_MP3_1u8s*/Ipp

22、8s ScaleFactorMAX_CHAN*IPP_MP3_SF_BUF_LEN;/* mp3 scalefactors 信息表 */int ScfsiMAX_CHAN*SCF_BANDS;/* Scalefactor信息选择表*/*4. ippsHuffmanDecode_MP3_1u32s*/Ipp32s IsXrMAX_CHAN*IPP_MP3_GRANULE_LEN;/* Huffman解码缓冲区和IMDCT流缓冲区 */int NonZeroBoundMAX_CHAN;/* Non-zero bounds on Huffman*/IMDCT coefficient set for

23、each channel */*5. ippsReQuantize_MP3_32s_I*/Ipp32s RequantBufIPP_MP3_GRANULE_LEN;/* Work space bufferrequired by requantization primitive */*6. ippsMDCTInv_MP3_32s*/Ipp32s XsMAX_CHAN*IPP_MP3_GRANULE_LEN;/* IMDCT 输出 /PQMF 输入缓冲区*/Ipp32s OverlapAddBufMAX_CHAN*IPP_MP3_GRANULE_LEN;/* Overlap-add bufferr

24、equired by IMDCT primitive */int PreviousIMDCTMAX_CHAN;/* Number of IMDCTs computedon previous granule/frame */*7. ippsSynthPQMF_MP3_32s16s/* "V" buffer - used by*/Ipp32s PQMF_V_BufMAX_CHAN*IPP_MP3_V_BUF_LEN;fast DCT-based algorithm for synthesis PQMF bank */int PQMF_V_IndxMAX_CHAN;/* Inde

25、x used by the PQMF for文案大全internal maintainence of the "V" buffer */*Main Data Decoding Buffer/*数据区解码缓冲区*/*/Ipp8u MainDataBufMAIN_DATA_BUF_SIZE;int MainDataEnd;/*数据区指针*/*Application Interface Parameters*/int Channels;/*通道数量*/int pcmLen;/* pcm输出缓冲长度*/ MP3DecoderState;(2) mpeg4解码所用到的结构/*视频属性

26、结构*/typedef enum IPP_VIDEO_LUMINANCE, IPP_VIDEO_CHROMINANCE, IPP_VIDEO_ALPHA IppVideoComponent;/* Macroblock Types */typedef enum IPP_VIDEO_INTERIPP_VIDEO_INTER_QIPP_VIDEO_INTER4VIPP_VIDEO_INTRAIPP_VIDEO_INTRA_QIPP_VIDEO_INTER4V_QIPP_VIDEO_DIRECTIPP_VIDEO_INTERPOLATEIPP_VIDEO_BACKWARD IPP_VIDEO_FORW

27、ARD IppMacroblockType;/*矢量动作结构*/typedef struct _IppMotionVector Ipp16s dx;Ipp16s dy; IppMotionVector;/*亮度*/*色度*/* Alpha component */=0, /* P picture or P-VOP */1, /* P picture or P-VOP */2, /* P picture or P-VOP */3, /* I and P picture, or I- and P-VOP */4, /* I and P picture, or I- and P-VOP */5, /

28、* P picture or P-VOP(H.263)*/6, /* B picture or B-VOP (MPEG-4 only) */7, /* B picture or B-VOP */=8, /* B picture or B-VOP */9/* B picture or B-VOP */*透明状态结构*/enum IPP_VIDEO_TRANSPARENT = 0,IPP_VIDEO_PARTIAL=1,IPP_VIDEO_OPAQUE=2；3.2数据结构与系统单元的关系嵌入式中文字库单元，在对矢量字库的处理中，数据Z构FT_Outline_中描述了字形轮廓的矢量表示, 按照设置的

29、字体格式，对字形轮廓的矢量表示的进行转换，并以此生成位图，输出显示字符。全屏中文手写单元，在鼠标输入过程中，利用数据结构QIMPenStroke记录每一个笔画中的各个点,利用Qmatcher识别引擎作为调用识别库标准接口，在手写识别程序和识别库之间进行数据交换，并产生 候选字列表。多媒体软件移植单元，主要通过这些数据结构在解码过程来描述媒体文件，并在最后通过数据结构返 回上层软件。4 接口设计4.1 外部接口4.1.1 用户接口开发平台：采用命令行方式与用户交互信息。运行平台：用户通过手写输入或者虚拟终端同开发板交互信息。4.1.2 其它外部接口开发平台：硬件接口：通过串口、并口、网口与开发板

30、通讯。软件接口：通过 minicom、ftp、telnet与运行环境交互信息。运行平台：嵌入式 GUI : TrollTech公司。中英文手写输入：清华文通。嵌入式中文字库：长沙东文4.2 内部接口运行平台系统单元接口如 6所示:上层应用- 设备驱动QPE中文图形环境全屏中文手写嵌入式中文字中软嵌入式Linux核心图6运行平台系统单元接口5 运行设计5.1 系统初始化加电复位，核心引导，执行初始化脚本，建立基本运行环境，启动图形界面。5.2 运行控制无5.3 运行结束退出系统，关闭电源。6 系统出错处理设计6.1 出错信息本项目可能出错的信息有：运行平台系统启动失败，某设备不支持等。（x86平

31、台图形界面和应用编程中出现的错误由开发人员根据实际情况修改调试，在此不做预测）6.2 补救措施根据出错信息重新交叉编译Linux核心源码，写入目标系统运行。7 系统维护设计7.1 检测点的设计无7.2 检测专用模块的设计无8 尚待解决的问题无实用文案附录A:嵌入式中文字库关键技术和算法glyph 的矢量表示Glyph image的矢量表示被称为 outline,outline是一系列封闭的路径称之为contours组成，每个contours划定了一个glyph的外部和内部区域，它是由线段和贝塞尔曲线组成。Contours是由一系列的points来表示，通过control points来定义曲线

32、的弧是二次还是三次的贝塞尔曲线。因此，每一个 point都对应一个tag标志，说明其是 normal还是control point。每一个contour对应下列四种情况：two successive on points form aline segment总 covnc 砂poitit between tiro 如points forms 6 conic braief 包c图四two cubic opabits between Wo。用 points forms a cubic tidier arctwo succoff"points definear rftjdi <?H p

33、oint Attktif *sactihiddle. It i£ used to join, two co me*rc£由三个数组来进行描述：points数组包含了 contours所有的点，tags数组包含了与每一个point相对应的flag , contours数组包含了一个contour结束点的索引。n_points 是 outline 所有的点数， n_contours 是 outline 包含的 contours 的数量。Tag可以为以下的三种 value:FT_Curve_Tag_On：表示其所对应的point在曲线上，两个连续的FT_Curve_Tag_On的point表示一个直线段。如图一所示。FT_Curve_Tag_Conic ：表示其所对应的point不在曲线上，但是一个control point ,在两个FT_Curve_Tag_On的point中间有一个 FT_Curve_Tag_Conic的point 表示了一段二次贝塞尔曲线，如文案大全实用文案图二所示。FT_Curve_Tag_Cubic :也表示所对应的point 是一个 control poin