基于數(shù)字電視系統(tǒng)的嵌入式linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)
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數(shù)字電視是在電視信號產(chǎn)生后的處理、傳送、接收、記錄等過程都采用數(shù)字技術(shù)的電視。在設(shè)計數(shù)字電視系統(tǒng)時，應(yīng)用于傳統(tǒng)模擬電視系統(tǒng)中的硬件，不能滿足音頻、視頻和數(shù)據(jù)處理等功能的需要，因此，數(shù)字電視系統(tǒng)需要更高性能的處理器和大規(guī)模的存儲器。嵌入式操作系統(tǒng)可以有效的管理這些硬件資源。
本文將嵌入式linux操作系統(tǒng)移植到一個數(shù)字電視上，使其能夠接收數(shù)字廣播節(jié)目。為了將操作系統(tǒng)移植到數(shù)字電視系統(tǒng)上，需要修改內(nèi)核和交叉開發(fā)環(huán)境，重新設(shè)計基本的設(shè)備驅(qū)動，配置系統(tǒng)的存儲器映像以便加載內(nèi)核到主存儲器中，并且設(shè)計一個總線接口設(shè)備的驅(qū)動程序來控制整個系統(tǒng)。
2.數(shù)字電視操作系統(tǒng)
數(shù)字電視比模擬電視能夠提供更優(yōu)質(zhì)的電視圖像和更多的視頻服務(wù)。它采用改進(jìn)的掃描線和水平清晰度獲得高質(zhì)量的視頻效果，同時采用AC3或MPEG2壓縮技術(shù)來獲得高質(zhì)量的音頻效果。數(shù)字電視的節(jié)目不但便于存儲，而且還可以通過眾多的媒介進(jìn)行傳播。因此，數(shù)字電視系統(tǒng)需要處理大量的數(shù)據(jù)。如在EPG（電子節(jié)目指南）服務(wù)中，被提取出來的數(shù)據(jù)被修改并存儲后作為一個畫面打印至OSD（屏幕菜單式調(diào)節(jié)）界面，在這個過程中需要靠操作系統(tǒng)來不斷地接收到被篩選、存儲后的信號，同時產(chǎn)生屏幕畫面。
市場上的數(shù)字電視系統(tǒng)包括如pSOSTM (Windriver Inc.)等的商業(yè)操作系統(tǒng)，這些系統(tǒng)具有高可靠性和最優(yōu)化的特點(diǎn)，但要支付昂貴的版稅。如果在數(shù)字電視系統(tǒng)中使用嵌入式linux操作系統(tǒng)，則不用支付版稅費(fèi)用。嵌入式linux操作系統(tǒng)還有其他一些優(yōu)點(diǎn)，如有開放源代碼的設(shè)備驅(qū)動程序及應(yīng)用程序的存在，大大縮短了開發(fā)時間；利用shell、文件系統(tǒng)及模塊功能方便了開發(fā)環(huán)境的配置；許多問題可以在開源社區(qū)得到快速解決等。
3.商業(yè)數(shù)字電視系統(tǒng)
數(shù)字電視的結(jié)構(gòu)
數(shù)字電視系統(tǒng)包括數(shù)字處理模塊、視頻處理模塊、射頻模塊、LCD驅(qū)動模塊和模擬輸出模塊，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
數(shù)字處理模塊負(fù)責(zé)控制其它模塊和執(zhí)行程序。它由MCU、SDRAM、FLASH存儲器、UART、I2C總線接口構(gòu)成。視頻處理模塊把從射頻模塊捕獲的數(shù)據(jù)解碼生成視頻、音頻和文本消息。它由一個信號處理單元（SPU）和一個SDRAM構(gòu)成，SDRAM中包含被顯示的數(shù)據(jù)幀。射頻模塊接收數(shù)字廣播信號，并且將該信號解調(diào)成數(shù)據(jù)流。LCD驅(qū)動模塊控制LCD面板。模擬輸出模塊控制視頻-音頻信號輸出和輸出信號。數(shù)字處理模塊通過I2C總線，控制射頻模塊、LCD模塊和模擬輸出模塊，同時通過DMA控制視頻處理模塊。
硬件構(gòu)成
在數(shù)字電視系統(tǒng)中，數(shù)字處理模塊的核心是ARM7TDMITM，它不包括MMU（存儲器管理單元）。在數(shù)字電視系統(tǒng)中MCU只支持大端格式[5]，存儲器映射由MCU內(nèi)的系統(tǒng)管理寄存器來配置，在系統(tǒng)運(yùn)行之前，嵌入式linux內(nèi)核運(yùn)行在flashROM中，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時，內(nèi)核被拷入ram中。除了ROM和RAM外，外設(shè)也經(jīng)常被使用。這些設(shè)備被映射到一個線性存儲器映射單元，且可以按同樣的方式尋址。。MCU的中斷控制器包括21個中斷資源（其中17個來自內(nèi)部設(shè)備，4個來自外部設(shè)備）。數(shù)字處理模塊中的定時器是一個32位的間隔模式定時器。在系統(tǒng)中用串口設(shè)備如UART（通用異步收發(fā)器）來打印啟動過程中的消息和程序出錯信息，由于射頻模塊、LCD驅(qū)動模塊、模擬輸出模塊都是由MCU通過I2C總線控制，因此，在MCU和I2C串行總線之間需要一個接口。在這里使用PCF8584 (Philips Inc.)。圖2描述了MCU和I2C總線之間的連接。
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