基于嵌入式媒体播放器的设计与开发

王栋财+梁隆恺+韩改宁+王凡+王炀

摘 要：在嵌入式系统中，多媒体的应用变得越来越广泛，因此，开发一款功能齐全、便于跨平台使用的媒体播放器得非常迫切。本文以嵌入式ARM9开发平台为基础，利用开源Linux系统和跨平台Qt开发工具。在音频开发中采用Qt提供的Phonon多媒体框架，让应用程序更易于开发了；在视频开发中利用MPlayer作为其后端程序，加快了对媒体的处理速度。该播发器是以一个集音频，视频播放于一体的一款多媒体影音娱乐软件。该软件可以移植在汽车、飞机以及个人手持设备上使用。

关键词：嵌入式；媒体播放器；ARM9；Linux；Qt

中图分类号：TP311 文献标识码：A

The Research and Development of Media Player Based on Embedded System

WANG Dongcai，LIANG Longkai，HAN Gaining，WANG Fan，WANG Yang

（Information Engineering Department Xianyang Normal Universty，Xianyang 712000，China）

Abstract：In embedded systems，the application of multimedia is becoming more and more widely，therefore，developing a complete function，easy to use cross-platform media player is very urgent.In this paper，based on embedded ARM9 development platform，using open source Linux system and Qt cross-platform development tools.In audio development program，using Phonon multimedia framework，in order to make applications easier to develop，and using MPlayer，in the video development，to accelerate the processing speed of the media.This is a collection of audio，video play in the integration of a multimedia entertainment software.The software can be transplanted in cars，planes，handheld devices，and personal to use.

Keywords：embedded；media player；ARM9；Linux；Qt

1 引言（Introduction）

随着计算机技术、媒体编码技术和嵌入式技术的不断发展，用户对媒体娱乐终端需求的不断提高，嵌入式设备的不断功能强大和逐渐成熟的市场，嵌入式软件的开发与设计越来越受到专业技术人员的重视。随着MP4、数字网络电视、3G、4G通讯等相关技术的成熟，许多嵌入式产品中都包含媒体播放器，在未来几年内都将会得到快速发展。因此，基于嵌入式媒体播放器的开发具有一定的实用价值。

2 系统设计（System design）

本设计基于ARM9的S3C2410处理器为核心，采用LCD显示技术及触摸屏技术，利用Qt作为GUI来提供强大的用户界面，实现嵌入式媒体播放器的设计与开发。

2.1 软硬件平台

根据对嵌入式视频播放的分析，为了实现图像显示和音频系统的功能，硬件选择ARM9处理器，LCD显示屏及常用的接口电路。

嵌入式音视频系统开发，基于嵌入式Linux系统，利用Qt/Embedded用户界面，调用Qt/Embedded提供的类库进行开发，该软件功能包括音视频文件的打开、删除、显示等信息，并提供播放列表和播放控制窗口等。另外，利用帧缓冲数据进行输出，取消对硬件架构的依赖，保证系统的可移植性。该媒体播放器属于嵌入式系统上层应用程序开发，占用Linux用户空间区域，为应用程序移植奠定基础，结构框图如图1所示。

图1 嵌入式软硬件系统结构

Fig.1 Embedded hardware and software system structure

2.2 音频接口模块设计

该模块主要利用Qt提供的Phonon多媒体框架，Phonon多媒体库是由KDE的开发人员建立的，其让多媒体应用程序更易于编写。Phonon有两个窗口部件，通用多媒体API的前端和API提供实际多媒体服务的后端[1]。对于使用该模块开发项目来说，必须在.pro文件加上QT+=phonon才能正常使用该Phonon库。

Phonon模块不支持对媒体流中的数据进行操作，但它能够提供一种间接的方法来操作音频流，即效果处理器。这些处理器属于Phonon：：Effect类，它们能被加载到源和汇点之间的路径上，在此之间传输数据，可用的效果依赖于Phonon的后端，通过onon：：BackendCapabilities：：availableAudioEffects（）函数获得，效果大致包括放大，立体全景图中的媒体流定位，均衡补偿和重采样。

创建一个新的Phonon：：Effect实例，假设取得Phonon：：createPath（）方法返回Phonon：：Path指针，下来就可以使用它调用Phonon：：Path：：insertEffect（），并把刚刚创建的Phonon：：Effect实例传给它。数据的传递通过汇点节点，它是数据最终传递的物理设备，比如声卡、耳机或视频设备，由Phonon：：AudioOutput媒体节点或者Phonon：：VideoPlayer以及类似媒体节点的Phonon：：VideoWidget窗口部件来表示，如图2所示。endprint

图2 媒体物理流结构

Fig.2 Media flow physical structure

2.3 视频接口模块设计

本模块使用利用一个开源的视频播放器MPlayer作为其后端程序[2]。MPlayer具有良好的移植性，可以移植到许多非X86平台上，MPlayer软件包中含有针对ARM架构的优化代码，这些代码利用ARM的特性加快了对媒体的处理速度[3]。

在liunx系统下，利用Qt做一个应用界面，包括：播放、停止、快进、快退、上/下一曲等功能模块；并通过交叉编译器编译应用程序，然后移植到ARM平台上。具体操作如下：使用popen（）来打开Mplayer播放文件；利用process->write（“pause”）实现会暂停功能；最后利用connect（）函数连接信号与槽函数，实现视频模块设计。

3 嵌入式媒体播放器系统实现（ Embedded media

player system）

对于嵌入式开发，最终都要将做好的应用程序下载到开发板，然后再开发板上运行应用程序，这样就实现了整个开发的流程。

（1）开发板环境配置

以博创科技UP-TECH 2410经典平台为基础，移植LINUX 2.6.24系统具体过程如下：移植LINUX操作系统需要移植四个文件vivi、kernek、root和fs，这四个文件分别是：

Vivi—linux操作系统启动的bootloader；

ZImage—linux操作系统内核；

root.cramfs—根文件系统；

yaffs.tar.bz2—应用程序压缩包；

具体移植操作可见文献[4，5]。

（2）在上位机上编译好可执行文件，通过Qmake和make工具，本系统最终编译的程序为project。

（3）通过NFS服务或者U盘将生成的文件移植到开发板上，当然，开发板上的环境已经搭建好了，里面有所需要的库文件。NFS服务这种方式比较慢，而用U盘的方式很快的。

（4）查看开发板上环境变量的设置，环境变量设置非常重要，如果这个设置不正确，则应用程序不能再开发板上运行。通过命令：Vi/etc/profile

（5）运行该程序：./ project -qws

运行界面如图3和图4所示。

图3 视频模块 图4 音频模块

Fig.3 Video module Fig.4 Audio module

4 结论（Conclusion）

本设计以嵌入式Linux为操作系统，基于ARM9的平台开发，利用Qt进行图形界面设计，再通过相关环境配置及LCD和触摸屏的驱动开发设计，使得开发应用程序运行在ARM9开发板。该系统开发为嵌入式系统应用开发提供一定的思路，而且应用程序移植性好，可广泛应用各类嵌入式音视频系统中。

参考文献（References）

[1] 王建民，张宏壮.基于Qt的嵌入式媒体播放器的设计与实现

[J].微计算机信息，2009，（4）：8-9.

[2] Kim J，et al.Efficient Metadata Management for Flash File

Systems.11th IEEE International Symposium on Object

Oriented Real- Time Distributed Computing，2008：535-540.

[3] 任亚飞，唐涛.基于嵌入式Linux的列控系统人机界面的实现

[J].铁路计算机应用，2005，（4）：23-26.

[4] 陈云鹤，徐晶.基于QT/Embedded的媒体播放器的设计与实

现[J].微型电脑应用，2006，8（22）：33-34；52.

[5] 马勇，等.嵌入式多媒体播放器的系统设计与实现[J].杭州电

子科技大学学报，2006，2（26）：60-63.

作者简介：

王栋财（1990-），男，学士.研究领域：计算机应用.

梁隆恺（1991-），男，学士，研究领域：计算机应用.

韩改宁（1977-），女，硕士，讲师.研究领域：嵌入式系统应用，

智能机器人.

王 凡（1989-），男，学士.研究领域：软件开发.

王 炀（1990-），男，学士.研究领域：计算机应用.endprint

图2 媒体物理流结构

Fig.2 Media flow physical structure

2.3 视频接口模块设计

本模块使用利用一个开源的视频播放器MPlayer作为其后端程序[2]。MPlayer具有良好的移植性，可以移植到许多非X86平台上，MPlayer软件包中含有针对ARM架构的优化代码，这些代码利用ARM的特性加快了对媒体的处理速度[3]。

在liunx系统下，利用Qt做一个应用界面，包括：播放、停止、快进、快退、上/下一曲等功能模块；并通过交叉编译器编译应用程序，然后移植到ARM平台上。具体操作如下：使用popen（）来打开Mplayer播放文件；利用process->write（“pause”）实现会暂停功能；最后利用connect（）函数连接信号与槽函数，实现视频模块设计。

3 嵌入式媒体播放器系统实现（ Embedded media

player system）

对于嵌入式开发，最终都要将做好的应用程序下载到开发板，然后再开发板上运行应用程序，这样就实现了整个开发的流程。

（1）开发板环境配置

以博创科技UP-TECH 2410经典平台为基础，移植LINUX 2.6.24系统具体过程如下：移植LINUX操作系统需要移植四个文件vivi、kernek、root和fs，这四个文件分别是：

Vivi—linux操作系统启动的bootloader；

ZImage—linux操作系统内核；

root.cramfs—根文件系统；

yaffs.tar.bz2—应用程序压缩包；

具体移植操作可见文献[4，5]。

（2）在上位机上编译好可执行文件，通过Qmake和make工具，本系统最终编译的程序为project。

（3）通过NFS服务或者U盘将生成的文件移植到开发板上，当然，开发板上的环境已经搭建好了，里面有所需要的库文件。NFS服务这种方式比较慢，而用U盘的方式很快的。

（4）查看开发板上环境变量的设置，环境变量设置非常重要，如果这个设置不正确，则应用程序不能再开发板上运行。通过命令：Vi/etc/profile

（5）运行该程序：./ project -qws

运行界面如图3和图4所示。

图3 视频模块 图4 音频模块

Fig.3 Video module Fig.4 Audio module

4 结论（Conclusion）

本设计以嵌入式Linux为操作系统，基于ARM9的平台开发，利用Qt进行图形界面设计，再通过相关环境配置及LCD和触摸屏的驱动开发设计，使得开发应用程序运行在ARM9开发板。该系统开发为嵌入式系统应用开发提供一定的思路，而且应用程序移植性好，可广泛应用各类嵌入式音视频系统中。

参考文献（References）

[1] 王建民，张宏壮.基于Qt的嵌入式媒体播放器的设计与实现

[J].微计算机信息，2009，（4）：8-9.

[2] Kim J，et al.Efficient Metadata Management for Flash File

Systems.11th IEEE International Symposium on Object

Oriented Real- Time Distributed Computing，2008：535-540.

[3] 任亚飞，唐涛.基于嵌入式Linux的列控系统人机界面的实现

[J].铁路计算机应用，2005，（4）：23-26.

[4] 陈云鹤，徐晶.基于QT/Embedded的媒体播放器的设计与实

现[J].微型电脑应用，2006，8（22）：33-34；52.

[5] 马勇，等.嵌入式多媒体播放器的系统设计与实现[J].杭州电

子科技大学学报，2006，2（26）：60-63.

作者简介：

王栋财（1990-），男，学士.研究领域：计算机应用.

梁隆恺（1991-），男，学士，研究领域：计算机应用.

韩改宁（1977-），女，硕士，讲师.研究领域：嵌入式系统应用，

智能机器人.

王 凡（1989-），男，学士.研究领域：软件开发.

王 炀（1990-），男，学士.研究领域：计算机应用.endprint

图2 媒体物理流结构

Fig.2 Media flow physical structure

2.3 视频接口模块设计

本模块使用利用一个开源的视频播放器MPlayer作为其后端程序[2]。MPlayer具有良好的移植性，可以移植到许多非X86平台上，MPlayer软件包中含有针对ARM架构的优化代码，这些代码利用ARM的特性加快了对媒体的处理速度[3]。

在liunx系统下，利用Qt做一个应用界面，包括：播放、停止、快进、快退、上/下一曲等功能模块；并通过交叉编译器编译应用程序，然后移植到ARM平台上。具体操作如下：使用popen（）来打开Mplayer播放文件；利用process->write（“pause”）实现会暂停功能；最后利用connect（）函数连接信号与槽函数，实现视频模块设计。

3 嵌入式媒体播放器系统实现（ Embedded media

player system）

对于嵌入式开发，最终都要将做好的应用程序下载到开发板，然后再开发板上运行应用程序，这样就实现了整个开发的流程。

（1）开发板环境配置

以博创科技UP-TECH 2410经典平台为基础，移植LINUX 2.6.24系统具体过程如下：移植LINUX操作系统需要移植四个文件vivi、kernek、root和fs，这四个文件分别是：

Vivi—linux操作系统启动的bootloader；

ZImage—linux操作系统内核；

root.cramfs—根文件系统；

yaffs.tar.bz2—应用程序压缩包；

具体移植操作可见文献[4，5]。

（2）在上位机上编译好可执行文件，通过Qmake和make工具，本系统最终编译的程序为project。

（3）通过NFS服务或者U盘将生成的文件移植到开发板上，当然，开发板上的环境已经搭建好了，里面有所需要的库文件。NFS服务这种方式比较慢，而用U盘的方式很快的。

（4）查看开发板上环境变量的设置，环境变量设置非常重要，如果这个设置不正确，则应用程序不能再开发板上运行。通过命令：Vi/etc/profile

（5）运行该程序：./ project -qws

运行界面如图3和图4所示。

图3 视频模块 图4 音频模块

Fig.3 Video module Fig.4 Audio module

4 结论（Conclusion）

本设计以嵌入式Linux为操作系统，基于ARM9的平台开发，利用Qt进行图形界面设计，再通过相关环境配置及LCD和触摸屏的驱动开发设计，使得开发应用程序运行在ARM9开发板。该系统开发为嵌入式系统应用开发提供一定的思路，而且应用程序移植性好，可广泛应用各类嵌入式音视频系统中。

参考文献（References）

[1] 王建民，张宏壮.基于Qt的嵌入式媒体播放器的设计与实现

[J].微计算机信息，2009，（4）：8-9.

[2] Kim J，et al.Efficient Metadata Management for Flash File

Systems.11th IEEE International Symposium on Object

Oriented Real- Time Distributed Computing，2008：535-540.

[3] 任亚飞，唐涛.基于嵌入式Linux的列控系统人机界面的实现

[J].铁路计算机应用，2005，（4）：23-26.

[4] 陈云鹤，徐晶.基于QT/Embedded的媒体播放器的设计与实

现[J].微型电脑应用，2006，8（22）：33-34；52.

[5] 马勇，等.嵌入式多媒体播放器的系统设计与实现[J].杭州电

子科技大学学报，2006，2（26）：60-63.

作者简介：

王栋财（1990-），男，学士.研究领域：计算机应用.

梁隆恺（1991-），男，学士，研究领域：计算机应用.

韩改宁（1977-），女，硕士，讲师.研究领域：嵌入式系统应用，

智能机器人.

王 凡（1989-），男，学士.研究领域：软件开发.

王 炀（1990-），男，学士.研究领域：计算机应用.endprint