基于嵌入式系統(tǒng)的多媒體控制前臺(tái)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合及意義

    在一個(gè)大型會(huì)議系統(tǒng)或多媒體電教室系統(tǒng)中往往通過中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集中控制。點(diǎn)擊LCD觸摸屏，就能實(shí)現(xiàn)各種視像信號(hào)的快速切換(視頻信號(hào)、電腦信號(hào))、燈光系統(tǒng)的調(diào)光或自動(dòng)快速模式設(shè)定，以及各種音響系統(tǒng)調(diào)節(jié)，攝像、監(jiān)控、大屏幕投放、窗簾收放等一系列功能的程序化控制。

    這里的中央控制系統(tǒng)實(shí)際上是由一個(gè)帶處理器的智能控制平臺(tái)和帶多媒體設(shè)備接口的多路繼電器組成，前臺(tái)控制器可以設(shè)計(jì)成固定的臺(tái)式模式，也可以設(shè)計(jì)成便于攜帶的手持設(shè)備，它往往是通過無線方式控制多路繼電器主機(jī)，進(jìn)而控制各種多媒體設(shè)備的開關(guān)及運(yùn)行。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展為這一媒體控制器提供了一個(gè)可靠的平臺(tái)，而嵌入式處理器的更新?lián)Q代則意味著這個(gè)平臺(tái)將更加智能化，體積更小，功耗更低。 Intel公司推出的個(gè)人用戶端架構(gòu)(PCA)是一個(gè)開放的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用平臺(tái)，它以XSCALE系列嵌入式處理器為核心，處理器時(shí)鐘可達(dá)1GHz，并可達(dá)到1200MIPS，同時(shí)支持Linux、WinCE．NET和VxWorks等操作系統(tǒng)，是一個(gè)理想的面向無線互連的應(yīng)用平臺(tái)。

    我們?cè)O(shè)計(jì)的手持式媒體控制器就是在PCA架構(gòu)下，選用Intel PXA250的硬件平臺(tái)。媒體控制器所實(shí)現(xiàn)的主要功能都是在一個(gè)多媒體控制軟件上實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)應(yīng)用軟件把多媒體設(shè)備的各種操作解析為各個(gè)操作碼，并提供了一個(gè)前臺(tái)界面可進(jìn)行編程操作。這些編程命令以無線方式傳到一個(gè)多路繼電器主機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)多媒體設(shè)備的智能控制。系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求并不很高，我們采用的是微軟的Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)，它提供了windows程序員熟悉的開發(fā)環(huán)境，如API函數(shù)、ActiveX控件、消息隊(duì)列、COM接口、ATL和MFC，不僅提高了開發(fā)效率，更重要的是，還有利于移植從其它Windows平臺(tái)上已開發(fā)好的應(yīng)用程序。

設(shè)計(jì)思路與系統(tǒng)硬件框圖

    Intel R Xscale PXA250／210處理器是一個(gè)具有高集成度的通訊控制芯片，內(nèi)部集成了一個(gè)32bit XscaleRISC處理器內(nèi)核，并具有邏輯單元、多個(gè)通訊信道、LCD控制器、內(nèi)存PCMCIA控制器和通用的I／O口。它共有3個(gè)通用異步串行接口(UART)，其中包括一個(gè)藍(lán)牙串行口。每個(gè)串行口除了通用UART功能外，還包含一個(gè)低速紅外編解碼器，可直接與市售的紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)兼容的LED收發(fā)器相連。

    從手持設(shè)備的無線選擇方式來看，主要有三種方案：一是在藍(lán)牙串行口后接一個(gè)藍(lán)牙模塊；二是選擇紅外無線遙控；三是用短距離的無線數(shù)傳芯片。對(duì)于藍(lán)牙方案，無線傳輸距離和芯片價(jià)格是值得考慮的地方：藍(lán)牙主要用于短距離傳輸(最多10米)，且芯片價(jià)格一直偏高，雖然目前也有使藍(lán)牙傳輸距離進(jìn)一步加大的方案(可達(dá)100米)，但不幸的是，其價(jià)格也會(huì)比原來貴許多。紅外傳輸則沒有價(jià)格問題，但從手持設(shè)備所能提供的功耗來看，它能傳輸?shù)木嚯x實(shí)在太近，只有幾米，且對(duì)紅外發(fā)射角度有一定的要求，存在"必須保證傳輸信息的兩個(gè)設(shè)備正對(duì)，且中間不能有障礙物"等致命的缺陷。與前兩種方案相比，采用短距離的無線數(shù)傳芯片進(jìn)行無線傳輸則靈活得多，價(jià)格上從低端到高端選擇余地很大，傳輸距離從幾十米到幾百米都有，功耗毫瓦級(jí)的也很多。

    考慮到多媒體控制系統(tǒng)的某些應(yīng)用場(chǎng)合，如多媒體語音教室、多媒體會(huì)議室的面積，故對(duì)無線設(shè)備的傳輸距離有一定的要求，最好在百米范圍內(nèi)并有一定穿透力為宜，且由于屬于手持設(shè)備，功耗應(yīng)盡可能小。無線設(shè)備主要傳輸?shù)氖抢^電器動(dòng)作及媒體控制命令，因此無線通信的數(shù)據(jù)量不大，對(duì)無線模塊的速度要求不高。綜合以上分析，媒體控制手持設(shè)備的無線模塊最好采用第三種方案，即選用短距離低功耗的無線射頻芯片。無線模塊與INTEL PXA250連接也有多種選擇，如GPIO、IIC、USB、串口等，從硬件連接及通信協(xié)議最簡(jiǎn)化來看，選擇串口與無線模塊相連是最佳的。

媒體控制手持設(shè)備主要功能描述如下：

1．CPU

采用Intel的Xscale PXA250處理器，運(yùn)行于400MHz(Xscale core)；

32Bit RISC處理器，具有32K指令緩沖，32K數(shù)據(jù)緩沖，MMU單元，Mini cache；

很低的電源要求，可由鋰電池或AA／AAA電池供電；

內(nèi)部PCMCIA控制器；

2．內(nèi)存

采用三星SDRAM，32M字節(jié)SDRAM內(nèi)存(最大可到64Mbytes)；

采用Intel的快速頁面讀取模式的StrataFlash，16M字節(jié)Flash內(nèi)存(最大可到32Mbytes)；

3．外沒

TFT 640