基於Internet的高解析度嵌入式視頻播放終端器的製作方法

2023-08-07 23:25:21

專利名稱：基於Internet的高解析度嵌入式視頻播放終端器的製作方法
技術領域：
本發明屬於移動通信技術領域，特別是一種基於Internet的高解析度嵌入式視頻播放 終端器。(二) 背景技術隨著計算機技術和通信技術的迅速發展，越來越多的領域要求高效、實時圖像壓縮解壓 技術。數字圖像處理技術越來越複雜，視頻圖像處理硬體一般採用DSP (Digital Signal Processor,數位訊號處理器)或是高端的ARM (Advanced RISC Machines)處理器，但基於 S3C2410A (三星公司推出的基於ARM9嵌入式微控制器)晶片上進行網絡視頻播放的系統卻 很少。視頻應用系統設計主要集中於DSP平臺，也有部分採用了 Intel公司的Xscale (英特爾 公司為嵌入式系統市場所設計的一種微處理器)系列、TI公司的OMAP (Open Multimedia Application Plant,開放式多媒體應用平臺)等。由於目前DSP的解決方案集中於討論視 頻編解碼算法的優化，缺乏對整個系統的並行性、協同性的處理；而採用Xscale系列或OMAP 雙核系列則具有成本偏高的缺點。而且如果就採用以上類型晶片直接產生的信號輸出顯示數 據，得到的視頻一般只能停留在320X240像素或者是640X480像素界面顯示效果，而且對 運動劇烈的視頻顯示不再流暢，視覺效果不佳。(三) 發明內容為克服現有技術的缺陷，本發明提供一種設計合理、性價比高、顯示效果良好的基於 Internet的高解析度嵌入式視頻播放終端器。一種基於Internet的高解析度嵌入式視頻播放終端器，包括微處理器CPU以及與其相 連接的網卡晶片、與非門快閃記憶體、存放作業系統運行時的同步動態隨機存儲器、顯卡晶片及配 合顯卡工作的同步動態隨機存儲器，其特徵在於網卡晶片與微處理器CPU連接，微處理器 CPU分別連接與非門快閃記憶體、與微處理器CPU相關的同步動態隨機存儲器、顯卡晶片，顯卡芯 片單獨連接配合顯卡工作的同步動態隨機存儲器，顯卡晶片提供顯示器接口(VGA接口)，用 於連接外部顯示器。網卡晶片從Internet網絡中接收下H. 263視頻流交付給CPU,通過運行在終端操作系 統上的軟體進行解碼，將解碼後的顯示數據傳輸給顯卡晶片並由其控制顯示輸出，與非門閃 存用於存儲終端系統掉電後作業系統和解碼顯示程序。整個系統上電運行後，與非門快閃記憶體裡 存儲的數據由CPU拷貝到存放作業系統運行時的同步動態隨機存儲器中，CPU同時控制顯卡 晶片。通過對硬體處理器的性價比的比較和對H. 263算法移植的研究，本設計採用了高性價比 的嵌入式處理器作為硬體平臺CPU。集成了的顯卡晶片對顯示功能的提升效果表現在具有 1280X1024像素界面的流暢顯示效果。硬體平臺結合Windows CE. net作業系統，對利用網 絡傳輸的H.263視頻數據進行接收、解碼、顯示。該平臺上的CPU處理器在203M工作頻率下完全可以進行良好的H. 263解碼，因為採用 了 CPU和顯卡晶片配合使用，在此平臺上可通過乙太網接收H. 263視頻流的同時進行流暢的 播放。終端接收視頻數據採用的是TCP協議。由於視頻流是通過H. 263編碼的，所以在Windows CE. net作業系統上移植了相關的H. 263解碼程序。H.263視頻正常播放需要長時間不間斷地工作，這對硬體和軟體的穩定性具有相當高的 要求，為此必須從系統功能、體系架構、軟硬體系統等方面進行綜合考慮。考慮到CPU晶片 性能如運行頻率，乘法效率等限制，如果不進行硬體上和軟體上的優化，得到的效果並不是 很理想，因此在定製硬體構成和作業系統的過程中，去除了很多冗餘的功能。本設計中，硬體組成是和在嵌入式作業系統上運行的接收網絡比263視頻流服務、解碼 程序的需要緊密相關的。組成如(圖l)所示，利用微處理器CPU和顯卡晶片配合，從而可 以採用具有VGA接口的顯示器顯示，系統中微處理器通過顯卡晶片將要顯示的數據放入與配 合顯卡工作的同步動態隨機存儲器的幀緩衝區中，然後將顯示工作交給顯卡晶片處理。通過 顯卡晶片的2D圖形引擎從配合顯卡工作的同步動態隨機存儲器的幀緩衝區中讀取數據，並 將這些數據輸送到顯示器。這樣一來，要顯示的數據沒有經過微處理器的LCD控制器，因此， LCD數據的傳輸不受微處理器的HCLK (微處理器內部用於AHB總線的設備的時鐘)影響，輕 松達到1280X1024像素解析度，能滿足高解析度、播放運動劇烈視頻流暢顯示的設計要求。 為了豐富USB接口，將傳統默認的一主一從USB接口都設計成兩主的工作模式，方便對終端 同時進行USB滑鼠、USB鍵盤等USB設備操作。硬體啟動設計中設置與非門快閃記憶體作為啟動ROM， 這種啟動模式使得硬體構成更加簡潔。選用本設計的微處理器作為終端CPU無論是在晶片成 本還是PCB (Printed Circuit Board,印刷電路板)設計開銷都要比DSP、 Xscale系列或 OMAP雙核系列少，因此硬體平臺經濟實效。作業系統內核定製過程中要加入支持應用程式開發的基礎類庫及網絡通信功能，選擇開 發應用程式和服務的基礎類庫Active Te卿late Library (ATL)(活動模板庫)、C Libraries & Runtimes (C連結庫)、Microsoft Foundation Class (MFC庫)、Standard SDK for Windows CE.net (Windows CE.net標準SDK)。力口入Communication Services and Networking (通 信服務)以下功能Networking Features (網絡特性)，主要包括可擴充的身份鑑別協議、 Internet連接共享、網橋、TCP/IPv6、 Winsock等支持、Networking-Local Area Network (區域網路連接)。選擇以上特徵使得最後移植到終端硬體平臺上的嵌入式作業系統能較好 的TCP/IP數據通信功能。在作業系統定製完成並能成功移植到硬體平臺後，要為eMbedded Visual C++ 4.0 (簡稱EVC)開發相應的應用程式導出Software Development Kit (軟體開發 工具包，簡稱SDK),只有得到本硬體平臺系統相關的SDK,才能使得應用程式開發過程中 EVC編譯工具編譯出的程序適合本硬體平臺特性。終端應用程式主要功能包括網絡通信和H. 263解碼。接收到的H. 263視頻流是採用傳輸 控制協議(TCP)，因此在產生H. 263視頻流端和終端進行數據傳輸前都要進行TCP服一務連接。 從普通的Windows桌面作業系統如Windows 98、 Windows XP上能跑通的H. 263顯示程序及 相應的代碼移植到Windows CE. net時主要解決的是Windows CE支持的Win32和運行時間 庫函數都要求寬字符變量問題，為了增強所修改的代碼移植後具有更強的適應性，儘可能採 用tchar.h中定義的tchar類型，而沒有直接使用wchar一t。由於H.263解碼部分是由C語言 編寫的， 一定程度上降低了從X86平臺到ARM平臺的移植難度。在程序對話框窗口中填入相 應的提供H. 263視頻流服務的IP位址，連接成功後終端程序根據已經設定好的埠自動連 接提供視頻流服務端。從服務端傳過來的H. 263視頻流就由運行在Windows CE.net中的應 用程序進行軟解碼，一將解碼後的數據通過顯卡晶片控制顯示輸出，顯示器可採用普通的CRT 或1XD Display顯示器。上述嵌入式視頻播放終端播放運行方法，步驟如下a.終端程序開始；b.請求連接伺服器，請求成功則進入步驟C，失敗重新開始步驟b; C. H.263視頻流接收；d. H. 263解碼；e. 顯示器顯示；f. 請求關閉連接進入步驟g，請求成功則結束終端解碼顯示程序，失敗則回到步驟C;g. 結束。在此平臺上，微處理器的工作頻率為203M時，該嵌入式視頻播放終端接收通過TCP/IP 網絡協議傳輸的H.263視頻流，將接收到的視頻數據交付給運行在該平臺上的解碼應用程 序，並將最終顯示結果可過顯卡晶片在1280X1024的解析度的顯示器上流暢播放。在客戶 端進行每秒20幀解碼模式下，顯示效果和實時性方面表現良好(四)


圖1是本發明終端實施例的示意圖；其中l.視頻源，2.H.263視頻流，3.網卡晶片，4.微處理器晶片，5.SDRAM(同步動 態隨機存儲器)，6.與非門快閃記憶體，7.顯卡晶片，8.同步動態隨機存儲器，9.顯示器。圖2是本發明播放終端播放運行方法的流程圖。
具體實施方式
實施例本發明終端實施例如圖1所示，包括微處理器晶片4以及與其相連接的網卡晶片3、與 非門快閃記憶體6、存放作業系統運行時的同步動態隨機存儲器5、顯卡晶片7及配合顯卡工作的 同步動態隨機存儲器8，其特徵在於網卡晶片3與微處理器晶片4連接，微處理器晶片4分 別連接與非門快閃記憶體6、與微處理器晶片4相關的同步動態隨機存儲器5、顯卡晶片7，顯卡 晶片7單獨連接配合顯卡工作的同步動態隨機存儲器8，顯卡晶片7提供顯示器9接口 (VGA 接口)，用於連接外部顯示器9。其中視頻源1提供H,263數據流2，網卡晶片3為CS8900A，微處理器晶片4是三星半 導體公司生產的S3C2410A晶片，同步動態隨機存儲器5和8是64兆字節SDRAM，與非門閃 存6是64兆字節的NAND FLASH,顯卡晶片7是SM501晶片，顯示器9採用CRT2。終端運行的前提是Internet網絡上有提供H. 263數據流的視頻源1 (Video Capture), 產生的H. 263視頻流2能通過TCP協議打包發送到網絡中，當視頻源1提供的服務被該終端 連接後，H. 263視頻流2通過CS8900網卡晶片3進入終端，S3C2410A晶片負責整個硬體 系統的控制，SDRAM5用於存放終端正常運行時的作業系統和解碼顯示程序，N認DFLASD6 用於存放終端系統掉電後作業系統和解碼顯示程序，SM501顯卡晶片7處理CPU送來的顯示 數據，並提供VGA接口供顯示器9使用，SDRAM 8用於存放顯示數據，當成顯卡的幀緩衝 區，顯示器9是普通的具有VGA接口的顯示器。嵌入式視頻播放終端播放運行方法如圖2所示，步驟如下a. 終端程序開始；b. 請求連接伺服器，請求成功則進入步驟c，失敗重新開始步驟b;c. H.263視頻流2接收；d. H.263解碼；e-顯示器9顯示；f. 請求關閉連接進入步驟g，請求成功則結束終端解碼顯示程序，失敗則回到步驟C;g. 結束。
權利要求
1. 一種基於Internet的高解析度嵌入式視頻播放終端器，包括微處理器CPU以及與其相連接的網卡晶片、與非門快閃記憶體、存放作業系統運行時的同步動態隨機存儲器、顯卡晶片及配合顯卡工作的同步動態隨機存儲器，其特徵在於網卡晶片與微處理器CPU連接，微處理器CPU分別連接與非門快閃記憶體、與微處理器CPU相關的同步動態隨機存儲器、顯卡晶片，顯卡晶片單獨連接配合顯卡工作的同步動態隨機存儲器，顯卡晶片提供顯示器接口，用於連接外部顯示器。
2. 如權利要求1所述的嵌入式視頻播放終端播放運行方法，步驟如下a. 終端程序開始；b. 請求連接伺服器，請求成功則進入步驟c，失敗重新開始步驟b;c. H.263視頻流接收；d. H. 263解碼;e. 顯示器顯示；f. 請求關閉連接進入步驟g，請求成功則結束終端解碼顯示程序，失敗則回到步驟C;g. 結束。
全文摘要
基於Internet的高解析度嵌入式視頻播放終端器，屬於移動通信技術領域。包括微處理器CPU以及與其相連接的網卡晶片、與非門快閃記憶體、存放作業系統運行時的同步動態隨機存儲器、顯卡晶片及配合顯卡工作的同步動態隨機存儲器；配合本發明終端播放運行方法，使得本發明性價比高，顯示效果良好，本發明設計結構合理，運行方法簡單。
文檔編號H04L12/28GK101277235SQ200810015748
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者棟 張, 華 楊, 潘勝君, 王洪君 申請人:山東大學