申請(qǐng)同濟(jì)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 二五年二月 基于嵌入式操作系統(tǒng)的 發(fā)模式研究 培養(yǎng)單位：電子與信息工程學(xué)院 一級(jí)學(xué)科：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 二級(jí)學(xué)科：計(jì)算機(jī)應(yīng)用 研 究 生：謝鑫君 指導(dǎo)教師：顧偉楠 教授 A in 2005 u 基于嵌入式操作系統(tǒng)的O S 謝鑫君 同濟(jì)大學(xué) 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本人完全了解同濟(jì)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論 文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 日 經(jīng)指導(dǎo)教師同意，本學(xué)位論文屬于保密，在 年解密后適用本授權(quán)書。 指導(dǎo)教師簽名： 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 日 年 月 日 同濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒 有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 簽名： 年 月 日摘要 摘要 在屏幕控制系統(tǒng)（ 是貫穿全部數(shù)字電視開發(fā)及應(yīng)用的主線，所有的數(shù)字電視控制及其增值業(yè)務(wù)，都是通過 為窗口展現(xiàn)在用戶面前的。所以，鍵。 本文就是結(jié)合 863課題“網(wǎng)絡(luò)化嵌入式支撐技術(shù)”的研究成果“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)，研究基于“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)的 和欣”技術(shù)體系所包括的 件技術(shù)、構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)技術(shù)開發(fā)應(yīng)用軟件所需的集成開發(fā)環(huán)境，是一個(gè)完整的面向構(gòu)件的應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái) 。本文在對(duì)比基于特定芯片 傳統(tǒng) 發(fā)方式前提下，研究了在“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)上，開發(fā)基于 終形成 間件 “和欣”構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái) “和欣”操作系統(tǒng) 硬件平臺(tái) 這一系統(tǒng)架 構(gòu)下的 發(fā)模式。其中關(guān)鍵的 間件部分，完全基于 術(shù)開發(fā)，大大提升了 高了 將軟件工廠的概念引入到了 “和欣”為數(shù)字電視軟件的開發(fā)提供了強(qiáng)有力的支撐 ,文章最后，展望了將基于“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)的 發(fā)模式推廣到全部數(shù)字電視開發(fā)中去的美好前景。 關(guān) 鍵詞 ： 件技術(shù)；中間件 目錄 目錄 第 1 章 引言 . 1 字電視的發(fā)展?fàn)顩r . 1 字電視的軟件需求 . 2 字電視 . 3 字電視及 . 3 人所作的工作 . 4 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) . 5 前 . 5 字電視 . 5 于 發(fā) . 6 紹 . 6 于 . 7 于 . 8 前 . 15 件依賴性強(qiáng)，軟件移植困難 . 15 發(fā)困難，周期長(zhǎng) . 15 乏統(tǒng)一的平臺(tái) . 16 第 3 章 基于嵌入式操作系統(tǒng)的 . 17 和欣 ” 嵌入式操作系統(tǒng) . 17 字電視操作系統(tǒng) . 17 和欣”操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介 . 17 和欣”靈活內(nèi)核 . 18 和欣”操作系統(tǒng)提供的功能 . 19 目錄 和欣”操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件開發(fā) . 20 和欣”操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) . 21 和欣”構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái) . 23 和欣”構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)簡(jiǎn)介 . 23 和欣”構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)的功能 . 23 和欣”構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì) . 25 用“和欣”構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái)編程 . 25 . 26 術(shù)的由來 . 26 件技術(shù)概要 . 28 術(shù)的意義 . 29 術(shù)對(duì)軟件工程的作用 . 29 術(shù)在“和欣”技術(shù)體系中的作用 . 31 何用 . 31 第 4 章 基于嵌入式操作系統(tǒng)的 . 33 于“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)的 發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 33 統(tǒng)結(jié)構(gòu) . 33 字電視開發(fā)中間件技術(shù) . 34 于“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)的 發(fā)具體實(shí)現(xiàn) . 34 件描述語言 . 34 . 35 層構(gòu)件庫 . 37 存器構(gòu)件 . 37 . 41 . 42 件庫 . 43 . 43 件 . 45 目錄 . 47 . 48 寫 . 48 譯生成構(gòu)件以及構(gòu)件的注冊(cè) . 53 . 53 勢(shì)分析 . 55 結(jié) . 56 第 5 章 結(jié)論與展望 . 57 究結(jié)果 . 57 究展望 . 57 致 謝 . 59 參考文獻(xiàn) . 60 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 . 61 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 字電視的發(fā)展?fàn)顩r 數(shù)字電視是繼黑白模擬電視，彩色模擬電視之后的第三代電視。 影視數(shù)字化從根本上改變了影視的命運(yùn)：數(shù)字化影視創(chuàng)造娛樂 設(shè)施的新時(shí)代。影視節(jié)目的制作和播放，由于數(shù)字化方式的加入，而變得更加多元化，隨機(jī)化，全球化和可追求化。 現(xiàn)有的彩色電視包括以下幾種不同的制式 歐洲和我國采取的是 式，美國和日本采取 蘇聯(lián)采取 利用人的視覺暫留原理順序掃描、同步掃描的原理卻是一樣的，因而面臨的問題也是相同的，即由于掃描行數(shù)的限制而造成的清晰度不夠理想。 為了提高電視圖像的分辨率，從 70年代開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國家開始了對(duì)高清晰度電視系統(tǒng)的研究工作。這個(gè)工作最早是從日本的 了 80年代初獲得成效，制作 了 1125線的數(shù)字電視機(jī)， 60場(chǎng) /秒， 21 隔行掃描標(biāo)準(zhǔn)的高清晰度電視，簡(jiǎn)稱 了 90年代，形成了日本、歐洲、美國三大數(shù)字電視制式。日本和歐洲的兩種制式出現(xiàn)比較早，圖像壓縮比較小。采用模擬信號(hào)傳送，衛(wèi)星播出方式適合較寬的信道傳輸；美國的全數(shù)字方案吸收了日本和歐洲的優(yōu)點(diǎn)，采用數(shù)字壓縮編碼和數(shù)字通信技術(shù)，傳送效率高，有效地壓縮了寬帶，適合于窄頻道傳輸?shù)牡孛鎻V播，并且對(duì)使用相同頻道的其它節(jié)目不產(chǎn)生干擾，實(shí)現(xiàn)了與先行模擬信號(hào)電視兼容過渡的根本目的。 數(shù)字電視的誕生是為了滿足人們的視覺和控制的需要。數(shù)字電視的 信號(hào)不再是模擬信號(hào)，而是采用以數(shù)字形式進(jìn)行傳輸、處理、存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字電視信號(hào)的存儲(chǔ)和處理電路便于大規(guī)模和超大規(guī)模的集成，因而其設(shè)備比模擬電路設(shè)備元件少，便于調(diào)整，其重量輕、體積小、功耗少，壽命長(zhǎng)且可靠性高，容易與計(jì)算機(jī)以及其它數(shù)字化設(shè)備接口，適合于公用數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)行的自動(dòng)化和視聽信息處理的綜合化、網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和介入，使得正處于方興未艾的電視工業(yè)得到了新的支持，帶來了又一次巨大變革的歷史機(jī)遇。 第 1 章 引言 2 世界各國發(fā)展數(shù)字電視的情況：美國國家電視網(wǎng)要在 2006年普及數(shù)字電視，全面停止 模擬信號(hào)。 英國全國由模擬電視向數(shù)字電視過渡的時(shí)間從 2006 年開始，預(yù)計(jì) 2010 年結(jié)束；日本 2001 年開播 6 套衛(wèi)星高清晰度數(shù)字電視，但地面高清晰度電視要在 2003年才會(huì)在主要的大城市開播。 我國計(jì)劃在 2005 年將進(jìn)行數(shù)字電視的商業(yè)播出， 2008年用數(shù)字電視轉(zhuǎn)播奧運(yùn)會(huì)， 2015年停止模擬電視的播放，全面推行數(shù)字電視。 數(shù)字電視為我們帶來的巨大商機(jī)：我國的電視機(jī)用戶在 3億 2 千萬臺(tái)左右，如果每年以 10的數(shù)字電視機(jī)替代模擬電視機(jī)，就會(huì)有上百億美元的市場(chǎng)規(guī)模。按 10 年的過渡期計(jì)算，每年配 3000 萬臺(tái)電視，年?duì)I銷金額 為 600 億人民幣，僅我國數(shù)字電視市場(chǎng)規(guī)模就在 1萬億元左右。 字電視的 軟件需求 數(shù)字電視將會(huì)形成一個(gè)比模擬電視更為龐大的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要是由技術(shù)服務(wù)商、電視運(yùn)營商、內(nèi)容制作商、電視廠家和廣大數(shù)字電視觀眾組成。由于數(shù)字電視已不再是傳統(tǒng)意義上的電視機(jī)，而相當(dāng)于一臺(tái) 擁有 電腦，由于數(shù)字電視接受的是二進(jìn)位的數(shù)字代碼，因此電視節(jié)目?jī)?nèi)容制作商有了更大的空間可以動(dòng)態(tài)地控制這些代碼，從而達(dá)到制作動(dòng)態(tài)節(jié)目的目標(biāo)，這將是電視史上的一次里程碑。動(dòng)態(tài)的電視節(jié)目將為觀眾帶來更為廣泛的服務(wù)。比如當(dāng)你躺在自家的沙發(fā)上 看電視劇的時(shí)候，或許你將被電視劇里出現(xiàn)的一副美麗的場(chǎng)景所打動(dòng)，這時(shí)你只要輕按暫停鍵，這時(shí)畫面就會(huì)停下，同時(shí)旅行社提供的去該場(chǎng)景旅游的服務(wù)就會(huì)出現(xiàn)在你的眼前 。類似的動(dòng)態(tài)服務(wù)將比比皆是，動(dòng)態(tài)服務(wù)將為我們帶來除基本音視頻業(yè)務(wù)之外的數(shù)字電視增值業(yè)務(wù)。由于電視節(jié)目的多樣化，為內(nèi)容制作商提供技術(shù)支持的技術(shù)服務(wù)商就應(yīng)運(yùn)而生，技術(shù)服務(wù)商的作用就相當(dāng)于應(yīng)用軟件開發(fā)商，他們利用數(shù)字電視的所提供 的強(qiáng)大功能開發(fā)處 大量的數(shù)字電視軟件，為內(nèi)容制作商提供強(qiáng)大的支持。而電視運(yùn)營商將會(huì)從內(nèi)容制作商那里采購所需的電視節(jié)目，編排以后提供給電視 觀眾。電視廠家為電視觀眾提供數(shù)字電視，以便觀眾們能享用豐富的電視節(jié)目。 數(shù)字電視服務(wù)的最大特點(diǎn)是，它除了支持傳統(tǒng)的音頻、視頻業(yè)務(wù)以外，還能帶來電視增值業(yè)務(wù)，其中包括：視頻點(diǎn)播、數(shù)據(jù)廣播、個(gè)性化交互電視、遠(yuǎn)程教育、 網(wǎng)合一、電視電子商務(wù)和日常信息綜合服務(wù)等服務(wù)。 而第 1 章 引言 3 這一切 電視增值業(yè)務(wù) ，都 是建立在 強(qiáng)大的軟件開發(fā)能力之上的。而在所有的數(shù)字電視要素中， n 屏控制系統(tǒng) )是貫穿全部數(shù)字電視應(yīng)用和增值業(yè)務(wù)的主線，所有的增值業(yè)務(wù)，所有的數(shù)字電視設(shè)置，都是通過 口展現(xiàn)在用戶面前的。所以， 數(shù)字電視軟件開發(fā)的趨勢(shì)都是將軟件建立在 中間件的基礎(chǔ)上的，中間件是介于數(shù)字電視操作系統(tǒng)和數(shù)字電視應(yīng)用軟件之間的接口，通過中間件的平滑嫁接，同一應(yīng)用軟件可以在不同的操作系統(tǒng)上使用。國外市場(chǎng)現(xiàn)行的三種數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)都有自己的中間件，美國標(biāo)準(zhǔn)采用 中間件，日本標(biāo)準(zhǔn)采用中間件，歐洲標(biāo)準(zhǔn)采用 中間件。我國將要采用的中國數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，是一套完全具有自我知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn) 。 字電視 早 期的屏幕要調(diào)整設(shè)定，必須使用屏幕下方的旋轉(zhuǎn)鈕，可調(diào)整的功能較少。但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，廠商發(fā)展出一項(xiàng)新的 n 術(shù)，可在屏幕上顯示屏幕的相關(guān)設(shè)定，操作的功能也比較多 , 現(xiàn)在的 漸淘汰了旋鈕調(diào)整，而改為按鍵式，有效避免接觸不良、調(diào)節(jié)精度等狀況發(fā)生， 現(xiàn)在 視及監(jiān)視器人性化接口。 屏幕上會(huì)以格數(shù)或數(shù)字顯現(xiàn)出設(shè)定值以供調(diào)整，使用者可利用這樣的接口來調(diào)整屏幕顯示的設(shè)定值 (如：亮度、對(duì)比、失真 .，并將調(diào)整好的設(shè)定值儲(chǔ)存下來?，F(xiàn)今 合的功能越來越多，除了基本的亮度、對(duì)比、色彩、移位之外，還包括桶型失真、梯形失真、平行四邊形失真等現(xiàn)象的調(diào)整。通過 友好界面，用戶可以方便并且精確地根據(jù)需要使得電視機(jī)的各 項(xiàng)工作指標(biāo)達(dá)到最佳的使用狀態(tài)。 字電視 及 發(fā) 的技術(shù)架構(gòu) 數(shù)字電視的硬件部分除了包含傳統(tǒng)的顯示器和喇叭等裝置以外 ,還包含信道解調(diào)器、 些硬件加上控制及協(xié)調(diào)他們共同工作的嵌入式操作系統(tǒng) , 就構(gòu)成了數(shù)字電視的基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)。然后通過操作系統(tǒng)所支持的中間件，就可以在數(shù)字電視的硬件平臺(tái)上，增添許多 軟件功能。例如瀏覽器，它可以幫助人們通過數(shù)字電視上網(wǎng)和觀看電視節(jié)目。還有一些可以提供增值服第 1 章 引言 4 務(wù)的應(yīng)用軟件，這些應(yīng)用軟件可以為我們提供視頻點(diǎn)播、數(shù)據(jù)廣播、個(gè)性化交互電視、遠(yuǎn)程教育等增值服務(wù)。數(shù)字電視的硬件和操作系統(tǒng)以及中間件和眾多的應(yīng)用軟件將共同組成，我們未來的數(shù)字電視。 數(shù)字電視的技術(shù)架構(gòu)圖 如圖 圖 數(shù)字電視的技術(shù)架構(gòu)圖 發(fā)展的趨勢(shì)也必定是采用這樣的技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)。 人所作的工作 本文所做的工作， 就是結(jié)合 863 課題“網(wǎng)絡(luò)化嵌入式支撐技術(shù)”的研究成果“和欣”嵌入式操作系統(tǒng)， 研究構(gòu)件技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)中的應(yīng)用，主要工作是在參照開發(fā)基于 片的 統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用究形成了 用程序 和欣”構(gòu)件運(yùn)行平臺(tái) “和欣”操作系統(tǒng) 硬件平臺(tái) 這一系統(tǒng)架構(gòu)下的 發(fā)模式。 應(yīng)用 中間件 嵌入式操作系統(tǒng) 信道解調(diào)制 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 5 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 前 字電視 目前 ,數(shù)字電視技術(shù)已經(jīng)基本成熟 ,在美國和歐洲一些發(fā)達(dá)國家 ,數(shù)字電視已經(jīng)開始普及 ,中國的數(shù)字電視發(fā)展也已有了明確的時(shí)間表 ,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂已經(jīng)或接近完成 ,隨著這一時(shí)間表，數(shù)字電視軟件開發(fā)也成為了大家逐漸關(guān)注的焦點(diǎn)。而 單因?yàn)橹苯用嫦蛴脩?,其質(zhì)量直接關(guān)系數(shù)字電視產(chǎn)品的市場(chǎng)前景 ,地位十分重要。在競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的數(shù)字電視的市場(chǎng)中 ,操作簡(jiǎn)便又美觀大方的用戶界面是廠家致勝的關(guān)鍵。目前主要的數(shù)字電視開發(fā) ,通常是在芯片廠家提供的開發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行的，數(shù)字電視的 分很多都是以其芯片的 功能為基礎(chǔ) 實(shí)現(xiàn)的 ，國內(nèi)的很多開發(fā)商都是選擇在芯片 目前的各類數(shù)字電視 ,基本都是用戶命令驅(qū)動(dòng)的 ,其控制軟件的核心任務(wù)是：對(duì)用戶通過遙控 (或按鈕 )發(fā)出的命令進(jìn)行分析 ,利用各功能模塊的驅(qū)動(dòng)程序 ,對(duì)各功能模塊實(shí)施控制 ,這一切都是通過 以 ,數(shù)字電視的整個(gè)系統(tǒng)中 ,用戶在 ,發(fā)送控制命令 (遙控或鍵盤信息 ) ,指導(dǎo)控制軟件從某個(gè)流中選擇特定的一路節(jié)目數(shù)據(jù)流 ,并進(jìn)行解碼播放。這就涉及到對(duì)解 調(diào)、 音頻解碼、鍵盤或遙控等的控制。 ,在數(shù)碼顯示器、大屏幕電視、數(shù)字電視等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用 ,雖然基于的 形硬件功能差別不大 ,但由于應(yīng)用的環(huán)境差別 ,軟件實(shí)現(xiàn)的 下面分別就數(shù)碼顯示器、大屏幕電視 特點(diǎn)進(jìn)行介紹。 顯示器調(diào)節(jié) 單的特點(diǎn) :主要作用對(duì)象是少量模擬量和部分模式選擇 ,只用到方向鍵和確認(rèn)鍵就可以實(shí)現(xiàn)控制 ,由于控制的對(duì)象比較少 ,通常顯示區(qū)域也很小 ,一般是固定在屏幕中央一小塊 ,并且 大多是一層菜單結(jié)構(gòu)。第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 6 利用到的 象主要是按鈕和靜態(tài)文本 (數(shù)字量調(diào)節(jié)顯示 ) ,單選框等。復(fù)雜度比較低。 大屏幕彩電 單的特點(diǎn) :與顯示器比較 ,大屏幕彩電的控制對(duì)象要多一些 ,除了需要進(jìn)行一般模擬量控制和部分模式選擇外 ,還需要有諸如進(jìn)度控制等功能 ,一個(gè)典型的例子就是自動(dòng)搜索節(jié)目時(shí)的進(jìn)度條顯示。由于控制的內(nèi)容較多 ,有些使用多層菜單結(jié)構(gòu)。使用的 象也比較豐富 ,一般都要用到按鈕、靜態(tài)文本、進(jìn)度條等。很多公司的 單部分還增加了一些小游戲 (貪吃蛇、萬年歷等 ) ,豐富了 示內(nèi)容。總體來講 ,大屏幕彩電的 單要比顯示器的 具體來說，由于數(shù)字電視的應(yīng)用環(huán)境的特殊性 ,其所要實(shí)現(xiàn)的控制目標(biāo)多 ,且實(shí)現(xiàn)要求更加靈活，所以其 表框、輸入框、進(jìn)度條、靜態(tài)文本、狀態(tài)條等圖形控件。使得用戶能夠通過 單進(jìn)行設(shè)置接收參數(shù)、選擇特定節(jié)目、調(diào)節(jié)聲音圖像等功能。 另外傳統(tǒng)的 單占據(jù)整個(gè)屏幕 ,進(jìn)行 單操作時(shí)無法同時(shí)觀看播放視頻節(jié)目。針對(duì)電視的應(yīng)用特點(diǎn)， 現(xiàn)在的電視芯片通常都能 支持視頻縮放和 的 和功能 ,這就為實(shí)現(xiàn) 于 紹 控制器是 司出品的一款主要用于電視機(jī)控制以及提供圖形圖像顯示的電視芯片。同時(shí)， 進(jìn)能夠提供解碼 全球圖文電視系統(tǒng) 能，同時(shí)支持解碼其他諸如視頻演放系統(tǒng)節(jié)目傳送控制 以及用于 洲新電視播出制式 )播放的 寬屏幕信令 據(jù)分割器以及顯示部分支持非常廣泛電視制式，包括 及上面提到的 片 一般特性 擁有電視相關(guān)特性以及高級(jí) 051兼容微控制器 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 7 通過 特殊功能寄存器 (整特性 支持同時(shí)處理 23 行 ) 數(shù)據(jù) 片 顯示特性 芯片自帶所有西方字符 支持圖形字符集 支持平行顯示 支持字符縮放，加粗等特性 支持字符閃爍頻率可調(diào)節(jié) 支持屏幕大小可調(diào)節(jié)（ 25行 33 64列） 支持字符點(diǎn)陣大小可調(diào)節(jié) (高 x 寬 ) 10 x 9 16 普通模式時(shí)支持 256個(gè)自定義字符，增強(qiáng)模式支持 1024個(gè)自定義字符 顏色表支持 4096種顏色組合 每個(gè) 態(tài)可重定義 字符集， 持最高 16 種不同顏色 1位色的 及 種可選的前景和背景色 支持陰影和對(duì)比度縮減效果 于 發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基于 發(fā)，由于開發(fā)資料只有 司提供的關(guān)于括一套 的集成開發(fā)環(huán)境（ 軟件，一套模擬器設(shè)備，所有的開發(fā)，都要從零開始。要 開發(fā) 必須首先熟悉其 握其內(nèi)部特殊寄存器的功能，內(nèi)部 些都是著手開發(fā)的前提。根據(jù)這些情況，將基于 先設(shè)計(jì) 析其中包括的主要元素，然后將每個(gè)元素的繪制，封裝成一個(gè)個(gè)模塊。以上是設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是：明確風(fēng)格 面中的元素，定義每個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)等等。其后就到了具體實(shí)現(xiàn)階段，這一階段，需要實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊的繪制功能，主要工作在： 分配以及特殊寄存器的復(fù) 雜配置。模塊繪制功能實(shí)現(xiàn)之后，由主程序調(diào)用繪制模塊完成 單系統(tǒng)。圖 基本的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 8 圖 于 于 發(fā)具體實(shí)現(xiàn) 1. 面設(shè)計(jì) : ,良好的 以讓用戶輕松地控制自己數(shù)字電視。 質(zhì)量直接關(guān)系到用戶對(duì)數(shù)字電視產(chǎn)品的印象，關(guān)系產(chǎn)品的市場(chǎng)前景 ,地位十分重要。在競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的數(shù)字電視的市場(chǎng)中 ,開發(fā)出操作簡(jiǎn)便又美觀大方的用戶界面是數(shù)字電視 開發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)。 在基于 發(fā)中，采用了 3 層 單設(shè)計(jì)，其主要是迎合美觀以及實(shí)現(xiàn)的方便。 3層菜單包括：最左邊的圖片信息，左邊有 5 張位圖，分別代表：圖像調(diào)節(jié)、聲音調(diào)節(jié)、功能設(shè)定、頻道調(diào)節(jié)、高級(jí)設(shè)定。這個(gè)是第一層菜單。第一層菜單展開之后，出現(xiàn)繪制在中間的第二層菜單，以圖像調(diào)節(jié)而言，其第二層菜單包括：圖像模式調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)、對(duì)比度調(diào)節(jié)、清晰度調(diào)節(jié)、色調(diào)調(diào)節(jié)和高級(jí)等 6 個(gè)主要成員，成員基本是有純字符組成。再展開第二層菜單，出現(xiàn)右邊具體調(diào)節(jié)信息的第三層菜單，這里主要由一些數(shù)字，進(jìn)度條構(gòu)成。用 戶通過 3 層菜單，可以方便地知道需要調(diào)節(jié)的功能在哪里可以找到，用戶界面友好美觀。 圖 面設(shè)計(jì) 塊設(shè)計(jì) 構(gòu)造 圖片和字符 ) 分配 殊寄存器賦值 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 9 圖 于 2. 塊設(shè)計(jì)： 從 計(jì)中可以看出，每層菜單中的成員，基本都是由一些基本的元素組成的，包括一系列的圖片、文字、框圖，進(jìn)度條等。所以有必要將這些元素封裝成一個(gè)個(gè)模塊，由此需要實(shí)現(xiàn) 圖形模塊。 實(shí)現(xiàn)的主要模塊包括： 1) 模塊 :這是一個(gè)控制模塊，用于控制整個(gè) 小，以及 內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下： /水平方向起始位置 /垂直方向起始位置 /寬度 /高度 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 10 2) 塊：位圖模塊，包括 2 色、 4 色以及 16 色位圖模塊，用于在內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下： /水平方向起始位置 /垂直方向起始位置 /寬度 /高度 /位圖點(diǎn)陣信息 /位圖 /位圖顏色信息 3) 塊：字符模塊，其內(nèi)部保存了整個(gè)字符串的位置，大小以及字符點(diǎn)陣等信息，由于 符點(diǎn)陣包括多國字符信息。其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下： /水平方向起始位置 /垂直方向起始位置 /寬度 /高度 * /字符 里包括 帶的字符集索引以及自定義的字符索引。 /字符顏色信息 4) 塊：控制邊框的模塊，包括整個(gè)邊框的 4 個(gè)角， 4 條邊，以及中間填充部分的總共 9部分信息。其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下： 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 11 /水平方向起始位置 /垂直方向起始位置 /寬度 /高度 /陣信息 /色信息 / 息在 的起始索引 /該 占用的 5) 塊：進(jìn)度條模塊，用于顯示各類參數(shù)的調(diào)節(jié)過程。其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下： /水平方向起始位置 /垂直方向起始位置 /寬度 /高度 /進(jìn)度條 /進(jìn)度條顏色信息 /進(jìn)度條的 的起始索引 /該進(jìn)度條所占用的 /進(jìn)度條的前進(jìn)方向 3. 特殊寄存器 據(jù)存儲(chǔ)地址空間被分為： 256字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù) 128 字節(jié)的 特殊功能寄存器（ 及擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 (其中 特殊功能寄存器 于控第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 12 制器件的狀態(tài)和操作，它實(shí)現(xiàn)為靜態(tài) 式。 在基于 須詳細(xì)了解每個(gè) 作用，很多功能的實(shí)現(xiàn)，都是直接控制特殊寄存器的結(jié)果。 4. 配 6中包括 1據(jù)采集存儲(chǔ)器，13余空間用戶存儲(chǔ)即將顯示的 個(gè) 中 置可以自定義，用指針 10字節(jié)的數(shù)組，用于存儲(chǔ) 置可以自定義，用指針 指向它的起始地址； p 96 個(gè)字節(jié)的 2個(gè)字節(jié)代表一個(gè)顏色，加上固化的 16種顏色，屏幕上一共可以同時(shí)顯示 64種不同的顏色 , 位置可以自定義，用指針 指向它的起始地址； 1 位 2 位 4 位 陣數(shù)據(jù)存放的位置可以由用戶自定義，分別使用 3個(gè)指針 由于 部分?jǐn)?shù)據(jù)的位置分配，都是用戶可以自定義的，除了一點(diǎn)例外， 定： 3 個(gè)指針必須連續(xù)存放， 個(gè)指針也必須連續(xù)存放。為了可以讀寫所有的數(shù)據(jù)， 用 2 個(gè) 尋找 據(jù)的入口，分別為 及 戶必須把指向 3地址賦值給 指向 1位 陣存放地址賦值給 樣，顯示程序就能尋址到所有顯示時(shí)需要的數(shù)據(jù)（包括點(diǎn)陣信息，色表，全局控制數(shù)據(jù)等等）。 圖 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 13 針點(diǎn)陣空間） 色表 ) 針） 針） 針） 1針） 針） 針） 示空間） 殊寄存器（ 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 14 圖 5. 造 在 有顯示的 是以 個(gè) 一個(gè)矩形點(diǎn)陣，其大小為 10 行 9 16 列（ 寬度可以自定 義控制）。對(duì)應(yīng)于不同的顏色數(shù)量， 分為 意思為：沒個(gè)象素分別用 1， 2， 4 位來表示，所以 種顏色， 以顯示 4種顏色， 6種顏色，而正式因?yàn)轭伾粩?shù)的不同，以 10行第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 15 12列的 個(gè) 5字節(jié)的空間，每個(gè) 0字節(jié)，0字節(jié)。由于 6每一屏菜單，以 250行， 400列大小來計(jì)算，需要大量的 以空間的分配和計(jì)算，成為 另外，將 計(jì)中的所有圖片以及文字等素材，轉(zhuǎn)化成 需要大量以及煩瑣的工作。其中，由于 用大量空間，那么，對(duì)于 計(jì)中的所有圖片、邊框等區(qū)域，只要顏色數(shù)量在 4種以下的，就要盡量轉(zhuǎn)化成 一任務(wù)，也是 前 從前文的論述中可以看到，基于 發(fā)模式，主要精力都放在了 這些任務(wù)，都需要非常煩瑣和細(xì)致的工作。并且 ，所有這些大工作量的開發(fā)都緊緊跟 具體細(xì)節(jié)緊密相關(guān)，由此，我們不難看出此開發(fā)模式存在的一些主要問題。 件依賴性強(qiáng)，軟件移植困難 在基于 開發(fā)模式下，最后生成的 件，完全只能在采用是由于，除了 余關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)部分的 配、特殊寄存器設(shè)置等，都是完全基于采用其他芯片的解決方案中，基于 所有開發(fā)成果，基本都不能移植，必須從頭開始開發(fā)另外一套方 案。這將致使整機(jī)廠商只能針對(duì)不同的芯片方案進(jìn)行手工作坊式的軟件開發(fā)。 發(fā)困難，周期長(zhǎng) 由于嵌入式系統(tǒng)有著體積小、功能集中、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，如何縮短嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，以及提高產(chǎn)品的可靠性已成為嵌入式行業(yè)普遍關(guān)注的問題。在基于 發(fā)模式中，軟件開發(fā)的主要工作量，都放在了詳細(xì)分析 配，寄存器賦值等任務(wù)上，對(duì)于開發(fā)高效，健壯的 速投入應(yīng)用是相當(dāng)不利的。 第 2 章 數(shù)字電視 發(fā) 16 乏統(tǒng)一的平臺(tái) 在基于 開發(fā)模式下，由于 沒有統(tǒng)一的平臺(tái)，采用不同芯片的數(shù)字電視方案的都有各自的實(shí)現(xiàn)，技術(shù)不完全開放，造成了諸如一些關(guān)鍵寄存器的地址、設(shè)置等原本簡(jiǎn)單的技術(shù)問題被少數(shù)人 壟斷 的局面，整機(jī)廠家不得不高度依賴于國外廠家的技術(shù)支持或企業(yè)內(nèi)個(gè)別技術(shù)人員，而這些資源的變動(dòng)常常會(huì)影響整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)。企業(yè)很難形成技術(shù)積累，穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)展。 第 3章 基于嵌入式操作系統(tǒng)的 17 第 3 章 基于 嵌入式操作系統(tǒng)的 發(fā)關(guān)鍵技術(shù) 從前文的實(shí)踐研究可以看到，當(dāng)前的 發(fā)模式，開發(fā)周期長(zhǎng)，效率低下，不利于軟件工廠化生產(chǎn)。這從一個(gè)側(cè)面可以看到，這樣的軟件開發(fā)模式，必然使得數(shù)字電視的軟件 開發(fā)跟不上我國數(shù)字電視的發(fā)展速度，成為發(fā)展的瓶頸。從本章開始，將開始探討和研究基于“和欣”操作系統(tǒng)的 發(fā)模式，本章將先介紹 基于 嵌入式操作系統(tǒng)的 和欣 ” 嵌入式 操作系統(tǒng) 字電視操作系統(tǒng) 國外數(shù)字電視采用的操作系統(tǒng)主要有： T)、 E 等。所有這些操作系統(tǒng)中國都不占有任何產(chǎn)權(quán)。同時(shí)某些國外廠商也能提供的自己的操作系統(tǒng)， 他們 采用操作系統(tǒng)與芯片（ 綁的方式，向我國提供芯片和操 作系統(tǒng)一體化的解決方案 ， 但這種操作系統(tǒng)比較 原始 ，特點(diǎn)如下： . 基本上是實(shí)時(shí)內(nèi)核 + 設(shè)備驅(qū)動(dòng) . 設(shè)備驅(qū)動(dòng)、 沒有標(biāo)準(zhǔn) . 缺少網(wǎng)絡(luò)支持（這些功能都 交 給了 中間件 ） . 圖形系統(tǒng)功能弱，或沒有（這些功能都 交 給了 中間件 ） . 有些操作系統(tǒng)沒有文件系統(tǒng) （這些功能都 交 給了 中間件 ） 和欣”操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介 “和欣”是 32 位嵌入式操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)可以從多個(gè)側(cè)面進(jìn)行描述： 32 位嵌入式操作系統(tǒng)。 操作系統(tǒng)基于微內(nèi)核，具有多進(jìn)程、多線程、搶占式、基于線程的多優(yōu)先 級(jí)任務(wù)調(diào)度等特性。提供 容的文件系統(tǒng)，可以從第 3章 基于嵌入式操作系統(tǒng)的 18 軟盤、硬盤、 動(dòng)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)。“和欣”操作系統(tǒng)體積小，速度快，適合網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的絕大部分嵌入式信息設(shè)備。 完全面向構(gòu)件技術(shù)的操作系統(tǒng)。 操作系統(tǒng)提供的功能模塊全部基于 此是可拆卸的構(gòu)件，應(yīng)用系統(tǒng)可以按照需要剪裁組裝，或在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載必要的構(gòu)件。 從傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的角度來看，“和欣”操作系統(tǒng)可以看成是由微內(nèi)核、構(gòu)件支持模塊、系統(tǒng)服務(wù)器組成的。 微內(nèi)核