前言

嵌入式技術是21世紀最具生命力的新技術之一，經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)業(yè)中最具增長力的一個分支，隨著手機、掌上電腦、 GPS、電視機頂盒、高清播放器等新興產(chǎn)品的大量應用，展現(xiàn)了嵌入式技術的活力，其中高清播放類的多媒體產(chǎn)品越來越多的應用，本項目將根據(jù)具體的硬件來定制對應兼容的 Windows CE操作系統(tǒng)。由于 MIPS內(nèi)核處理器具有體積小、高性能、低功耗、低成本等一系列優(yōu)點，而且微處理器SMP8634的內(nèi)核具有高清解碼芯片，所以本項目采用基于32位MIPS核的微處理器SMP8634與Windows CE相結(jié)合共同構(gòu)建了一個多媒體嵌入式系統(tǒng)。特別目前網(wǎng)絡已經(jīng)遍及千家萬戶，人們可以很方便的使用網(wǎng)絡，如果多媒體播放器具備網(wǎng)絡傳輸播放高清視頻的功能，將能夠大大的拓展多媒體播放器的用途。

1 嵌入式Windows CE多媒體操作系統(tǒng)的硬件平臺概述

（1）MIPS微處理器

MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器。MIPS的意思是“無內(nèi)部互鎖流水級的微處理器”（Microprocessor without interlocked piped stages），其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)相關問題。MIPS微處理器是目前僅次于ARM的用的最多的處理器之一，其應用覆蓋了游戲機，路由器，激光打印機及掌上電腦等方面。

SMP8634是Sigma Designs公司推出的新一代功能強大的 SoC芯片，其CPU內(nèi)核是由MIPS公司設計的MIPSII RISC處理器核。SMP8634高清芯片包含了一塊 mips 300MHZ的CPU，兩個解碼芯片，可以同時解碼兩路高清。多用于高清解碼和數(shù)字機頂盒等產(chǎn)品上。本方案選用該處理器就是由于其視頻，圖像處理能力強大。

（2） 基于MIPS 核的微控制器SMP8634系統(tǒng)存儲器

系統(tǒng)存儲器主要有NOR FLASH和SDRAM 兩大部分組成。本系統(tǒng)采用了64M的NOR FLASH和256M的DRAM。

（3）系統(tǒng)擴展功能模塊

因為是開發(fā)多媒體播放器，其擴展的功能模塊都是根據(jù)視頻解碼得輸入輸出需求來擴展的，具體的見硬件原理圖（1）。

圖（1） SMP8634硬件原理圖

2 嵌入式Windows CE系統(tǒng)定制概述

（1）為什么要用 Windows CE系統(tǒng)

嵌入式操作系統(tǒng)目前有幾種，像Linux，VxWorks，PalmOS，Neculeus等。這些嵌入式操作各自有其特點，本項目選擇 Windows CE是因為多媒體產(chǎn)品一般都是大眾消費類產(chǎn)品，這就要求操作系統(tǒng)要美觀，易操作；大家習慣了臺式電腦上的 Windows操作系統(tǒng)，而 Windows CE與 Windows操作起來比較接近，讓初次使用者容易很快上手。Windows CE操作系統(tǒng)也有其不足的地方，如源碼未完全開發(fā)，版權費等都是需要考慮到的問題。在本項目中綜合考慮最終選擇了 Windows CE操作系統(tǒng)。

（2）內(nèi)核定制平臺 Platform Builder的安裝與升級

Windows CE具有組件可定制性，可以根據(jù)項目的需要定制所需的組件。我們采用的是Platform Builder4.0版本。在裝有 Windows XP SP2系統(tǒng)的開發(fā)機上安裝好 PlatformBuilder。

接著就要配置成多媒體的操作系統(tǒng)，這就必須到微軟的網(wǎng)站下載升級包。在本項目中，相應的我們選擇了 07年和 08年全年升級包，同時還要下載兩個多媒體包并安裝好升級包。接著安裝此開發(fā)板的BSP，再將 BSP相應的.CEC文件拷貝到“\WINCE500\PUBLIC\COMMON\OAK\CATALOG\CEC”目錄中，這樣在 PB的配置組件目錄中將會有第三方組件選擇的條目。

（3） BootLoader

BootLoader目前用的比較多的是U-Boot，而且 U-Boot也支持 MIPS架構(gòu)，但是我們這里采用 MIPS公司開發(fā)的YAMON。由于用 YAMON作為 BootLoader的比較少，下面就詳細分析如何通過 YAMON將程序下到開發(fā)板的 flash中去，如果我們想要將文件“file0.bin”寫入flash中的地址0位置：

a、通過 x86 linux中的uuencode命令將.bin文件轉(zhuǎn)換成.bin.uuencode文件 》uuencode file0.bin x 》 file0.bin.uuencode

b、在 YAMON中輸入命令：YAMON》load uu 0xb0100000

C、到此，YAMON是一直等待來自串口的文件，使用 TeraTerm，選擇“File-》Send File”，將“file0.bin.uuencode”文件通過串口發(fā)至 SMP8634開發(fā)板上。

d、當下載完成以后，接收到的文件大小會在 YAMON中給出。

e、比較報告中的文件和 file0.bin文件的大小是否一致。

在做這項工作時應該非常的仔細，如果中間過程出問題，可能會將 YAMON損壞并使目標板不能啟動。在這步完成后就開發(fā)機可以通過串口線來和目標板進行通信了。

（4）嵌入式多媒體操作系統(tǒng) Windows CE組件定制

根據(jù)硬件擴展模塊，必須為操作系統(tǒng)添加新的組件，而該組件已經(jīng)在前面的多媒體升級包中一起添加到了Platform Builder開發(fā)平臺上。該操作系統(tǒng)應具有如下特征： GDI輸出；DirectDraw的DDI支持；HD GDI和Video的輸出，LVDS輸出；IR控制，COM串口輸入，IIC，mini-PCI；硬盤，USB存儲設備；以太網(wǎng)，RTL8139和 SMP8634 MAC ETH兩個設備，TCP/IP；視頻解碼；圖形解碼，硬件 JPEG解碼；系統(tǒng) WAV音頻輸出；網(wǎng)絡多媒體支持；Web服務器等。以上組件都是在定制中添加的，確定好這些組件就可以進行系統(tǒng)的定制了，首先運行 Platform Builder工具，建立一個新的工程，選擇“SMP863X:MIPSII”BSP，在工程模板中選擇“Networked Media Device”，接下來就可以按照需求來選擇組件定制操作系統(tǒng)。在配置完成后，添加了 KERNELNOSHAREETH，BSP_NOSHAREETH，BSP_KEYBD_NOP，BSP_SMP863X_IR四個環(huán)境變量，并將環(huán)境變量的值全部設定為1。完成此步驟后，運行菜單中的“Build OS-》Build and Sysgen”生成 NK.bin文件。但是此時的操作系統(tǒng)還不支持多媒體，必須將多媒體包添加到文件夾“WINCE500\PBWorkspace\（工程名）\SMP863X_MIPSII_Release”中。

為了使多媒體包的文件生效還必須分別修改 platform.bib，config.bib以及platform.reg注冊表文件。首先修改 platform.bib文件，在“；@CESYSGEN IF CE_MODUELS_DEVICE”這行加入KdbNopUS.dll，capsrc863x.dll等多媒體包里的 dll文件的設置，該項設置主要是在編譯操作系統(tǒng)的時候，編譯器可以自動的找到這些 dll文件，并將其一起編譯進系統(tǒng)中，格式如下：

KdbNopUS.dll $（_FLATRELEASEDIR）\ KdbNopUS.dll NK SH

在config.bib文件中主要是內(nèi)存的分配，根據(jù)硬件要求其具體修改如下：

SMP863X 90202800 01B00800 RESERVED ； 27M for SMP863X driver

NK 91D10000 02A00000 RAMIMAGE ； 42M for NK.BIN image

RAM 94710000 032F0000 RAM ； 50M for CE applications

此兩文件修改完后保存退出。而 platform.reg則根據(jù)添加的多媒體包添加相應的設置，具體略過。三個文件修改完成后，運行“Build OS---Make Run-Time Image”菜單命令，可生成新的 nk.bin文件，具有多媒體特征的系統(tǒng)配置完成。

3 內(nèi)核文件 NK.bin的下載

（１） 配置網(wǎng)絡

要通過以太網(wǎng)下載 Windows CE運行時映像，還要配置以太網(wǎng)網(wǎng)絡連接。可通過ＨＵＢ連接開發(fā)機與目標機，如圖（ 2）所示。把目標機與開發(fā)機都連接到ＨＵＢ上。如果這樣配置網(wǎng)絡，通常同一網(wǎng)段內(nèi)還會有一個ＤＨＣＰ服務器。這樣，目標板就可以通過ＤＨＣＰ服務獲得ＩＰ地址，進行下載。由于在下載過程中，通常要開發(fā)機上的終端程序通過串口連接目標板，對下載過程進行控制，同時輸出調(diào)試信息。Windows上自帶了終端工具“超級終端”。超級終端可以用串口連接開發(fā)機與目標板，并且通過超級終端發(fā)送控制命令。

圖（2） 網(wǎng)絡連接

（２） 下載運行映像

網(wǎng)絡配置好后，在超級終端上按任意鍵可以進入設置菜單。選擇好相應的設置后，退出菜單，這時候網(wǎng)絡已經(jīng)連接好了。打開 Platform Builder菜單上的 “Target-》Connectivity Options…”設定好下載，傳輸設置后，在運行“Target-》Attach Device”，此時開發(fā)機開始將編譯好的 NK.bin文件下載到目標板上。當下載完成后，目標板的屏幕上將會顯示出漂亮的 Windows CE界面。至此，整個系統(tǒng)構(gòu)建完成。

4 結(jié)束語

本文主要介紹了嵌入式 MIPS核心微處理器的 SMP8634開發(fā)板的硬件平臺架構(gòu)和 Windows CE操作系統(tǒng)的定制與移植。經(jīng)過實驗證明，Windows CE操作系統(tǒng)能夠很好的在此開發(fā)板上運行及調(diào)試。在該套軟硬件設備上開發(fā)出各種應用程序后，就形成了一個完善的多媒體產(chǎn)品了。本文的創(chuàng)新點是在目前網(wǎng)絡應用的高速發(fā)展下，本系統(tǒng)不僅能播放硬盤等存儲介質(zhì)中的多媒體文件，還可以接入網(wǎng)絡播放視頻圖片等，能更好的共享網(wǎng)絡上數(shù)量豐富的高清視頻，圖片等信息，這些優(yōu)勢使其在消費類產(chǎn)品中的應用前景將會非常廣闊。

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