最近由于论文的需要，做了一个简单的嵌入式播放器程序，程序于本周五大体完成。在开发过程中遇到了一些问题，遂在进行下一项工作前先简单对这个小项目进行下总结。

1.    开发环境

1.1 硬件环境

         既然是嵌入式程序，理所应当的需要硬件的支持，本项目的开发采用友善之臂的Mini2440开发板作为硬件平台。所用到的部件主要有：板上按键（6个）、LCD触摸屏、音频录制播放设备。

1.2 软件环境

         由于之前对嵌入式开发涉猎的比较少，仅仅在实验课上对C51和Arm编程有简单的了解，本次开发选取了比较简单的开发方式。

1)    本次开发中是在目标载体操作系统上进行开发的（Mini2440自带的Linux 2.6操作系统），不是裸机开发。

2)    程序界面使用Qtopia 2.0进行开发（内置QT 2.3）。

3)    开发环境使用Ubuntu进行，配置了交叉编译环境和VI环境。

4)    程序的播放功能使用了板上自带的madplay和对mini2440进行移植的mplayer，没有进行实际播放解码的程序书写。

2. 主要方面

         本次要开发的MP3播放程序是一个软件产品线的样例系统，主要设计的功能有三个，音频播放，视频播放，以及录音功能。这三个功能都是播放器常用功能，功能需求就不再赘述，主要说下每部分的大体实现方式和遇到的问题。

2.1 输入—板上按键

         播放器的输入有两个部分，一个是触摸屏的输入，一个是板上六个按键，由于我们使用了Qtopia，它自己已经完成了对触摸屏的输入转换，所以这部分不用我们操心，而主要需要做的是板上按键的输入处理。

         板上按键Mini2440已经提供了驱动，主要操作的接口即为文件/dev/buttons，我们可以通过轮询的方式来获取按键的状态，但是由于我们使用了QT框架，而QT又使用了比较特别的桩、插槽机制，就需要将按键与QT相结合起来，这是我遇到的第一个个问题。经过调研，主要的解决方案有两个：

1)   使用QT QWS Server方式来对/dev/buttons进行扫描处理，捕获板上按键状态，再进行对应的事件处理。

2)   将板上按键转化为标准的Linux键盘事件，也就是Linux模拟标准键盘事件（将板上按键转化为1~6的数字键按键）。在QT中对对应的标准按键进行处理即可，比较方便（解耦合哇）。

在实际的使用中，第一种方式由于需要和QT进行比较深度的整合，再加之我对QT不是很熟悉，QWS方式的实验未通过，没有成功，即选用了第二种方法。

和Windows不同，Linux下的键盘模拟方式没有像Windows下的sendMessage()函数这么方便，它的大体的思路是先创建一个虚拟键盘设备，挂接到Linux上（模拟事件的前提是要有键盘设备，如果是普通机器的话，肯定有键盘设备，就不用创建虚拟设备了，但是由于开发板没有键盘设备，就需要模拟一个键盘设备给操作系统），然后通过一个线程（或者进程）对/dev/buttons进行轮询，扫描板上按键的状态，然后向此虚拟设备写入对应的键盘事件信息，进而对键盘事件进行模拟。

在模拟创建Linux键盘设备供系统使用上，我使用了UInput模块（User Lever Input：一种模拟各种Linux设备的程序，在2.6内核已经被整合到内核中），但是Mini2440默认的系统是没有包含这个扩展的，需要我们进行二次编译，方法有两种，一种是重新编译内核，一种是以模块的方式编译Uinput模块，由于没有编译过Linux内核，遂选择模块的编译方式。在Linux内核源码目录中修改.config文件（可借助make menuconfig命令），找到User Lever Input选项，选择模块编译UInput，执行make modules即可编译好uinput.ko模块文件，通过拷贝的方式将此文件传至开发板，执行insmod uinput.ko命令加载uinput.ko内核模块，我们就可以正常的使用uinput了。具体的使用见网上，不再列出。

至此，我们通过对将板上按键模拟成标准Linux键盘事件，再由QT进行键盘事件的绑定，完成了对Mini2440上按键的处理。

2.2 音频输出

         在音频的输出上，我采用了使用mini2440移植的madplay播放工具来进行播放来简化播放器工作。madplay是一个Linux的开源命令行播放器工具，支持很多格式，使用很方便。

         在进行播放过程中，使用system命令调用madplay xxx.mp3 &的方式播放音乐，使用killall –CONT madplay &的方式来暂停播放，使用killall -9 madplay 的命令来结束播放。（虽然QT中有支持调用外部指令的QProcess类，由于我的交叉编译环境没有配好，使用QProcess的时候总是会提升QProcess的实现找不到，遂用system代替）。

2.3 视频输出

         在视频输出上，和音频输出类似，我使用了一个很好用的Linux开源播放器来执行视频播放任务：mplayer。Mplayer是一款很强大的播放器软件，它支持多种解码格式，开源，有多种模式，非常好用（其实音频也可以直接用Mplayer就可以）。

         在Mplayer移植到Mini2440有一些需要注意的地方，网上文档很多就不再重复，这里仅仅说下遇到的问题。Mplayer有一个slave模式，可以让它变成某程序的后台程序，接收发送的指令来完成任务，功能十分强大，但是有一点不好的是，Mplayer如果想嵌入到某个控件中的话，在Windows下或者支持X系统，OpenGl系统下，可以通过-wid 嵌入窗口id的方式来进行，这样就可以完成无缝嵌入，但是在mini2440上市没有X系统的支持的，如果想要真正的嵌入，只能移植X系统或者OpenGl，这样的工作量是很大的，风险也很大；另外一个解决的办法就是不嵌入，通过调整mplayer播放窗口坐标的方式来让它“看起来”像是嵌入到我们的程序中一样。

         但是调整播放坐标也不是很容易，在mini2440上的测试结果是，播放窗口大小是可以用mplayer内置命令可调的，但是窗口坐标则是怎么调整也不管用的，最后的解决办法是，通过修改Mplayer源码中的vf_vo.c文件中的180多行左右的，一条语句，强制把Mplayer的播放坐标控制在某个坐标上（如30,50），这样在播放视频的时候看起来就像Mplayer嵌入到我们的界面中了。

         关于Mplayer的控制，有三种方案，一种是用和上面说过Madplay一样控制方式，一种是使用QProcess进行控制，一种是使用Mplayer的slave模式，并使用管道pipe来对Mplayer进行控制通信，这里我们选择第三种办法。

 

2.4 编译程序

         在Linux中，编写C/C++程序，非常重要的一点就是要手动给出Makefile文件，来完成对程序的编译，由于QT使用了比较复杂的编译逻辑（比如对声明Q_OBJECT的类进行预编译），加之需要配合交叉编译环境，就加大了编译的难度。还好Qtopia提供了比较好的工具progen和tmake，其中前者得到项目文件，后者得到Makefile，很大程度上简化了我们的工作，在修改程序时也可以比较简单的进行编译和构建，很好用啊

2.5 录音功能

         录音功能也一样是一个比较硬件相关的功能，（最开始的时候邮购的开发板的录音功能就不好用，后来几经周折才解决哇。）关于录音的功能实现的比较简单，只实现了一条录音的录制与播放。

         实现的时候，播放使用mplayer进行播放，与上面的方式类似，不再赘述。

         在声音录制的过程中，比较复杂，分几个部分简单说明：

1)    录制是基于OSS，启动一个线程来初始化音频设备，并循环对声音设备/dev/dsp进行录音音频采样，得到PCM数据并存储。

2)    当用户按下录音停止时，修改录音进程的全局录音变量（使用多线程和Mutex），使录音进程停止录音并完成PCM数据的书写，之后本进程读取录音PCM数据，并对其加上一个Wave文件44字节的文件头，将其修改为wav格式的音频文件。

3)    当用户单击播放时，使用mplayer进行录音wav文件的播放控制。

3. 结语

         简单的MP3播放器程序已经完成，为了简化工作，使用了很多现有工具，并且也避开了很多复杂的问题，感觉这样的开发与嵌入式不是很类似，倒是基本就是Unix程序设计，可能和传统嵌入式相关的应该是裸机程序开发或者设备驱动开发吧。

         恩一期工作完成，马上开始后续的SPL相关工作，加油。