基于嵌入式系統的多媒體控制前臺設計
發布時間:2007/4/23 0:00:00 訪問次數:458
系統的應用場合及意義
在一個大型會議系統或多媒體電教室系統中往往通過中央控制系統,實現整個系統的集中控制。點擊LCD觸摸屏,就能實現各種視像信號的快速切換(視頻信號、電腦信號)、燈光系統的調光或自動快速模式設定,以及各種音響系統調節,攝像、監控、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實際上是由一個帶處理器的智能控制平臺和帶多媒體設備接口的多路繼電器組成,前臺控制器可以設計成固定的臺式模式,也可以設計成便于攜帶的手持設備,它往往是通過無線方式控制多路繼電器主機,進而控制各種多媒體設備的開關及運行。嵌入式系統的發展為這一媒體控制器提供了一個可靠的平臺,而嵌入式處理器的更新換代則意味著這個平臺將更加智能化,體積更小,功耗更低。 Intel公司推出的個人用戶端架構(PCA)是一個開放的嵌入式系統開發應用平臺,它以XSCALE系列嵌入式處理器為核心,處理器時鐘可達1GHz,并可達到1200MIPS,同時支持Linux、WinCE.NET和VxWorks等操作系統,是一個理想的面向無線互連的應用平臺。
我們設計的手持式媒體控制器就是在PCA架構下,選用Intel PXA250的硬件平臺。媒體控制器所實現的主要功能都是在一個多媒體控制軟件上實現的,這個應用軟件把多媒體設備的各種操作解析為各個操作碼,并提供了一個前臺界面可進行編程操作。這些編程命令以無線方式傳到一個多路繼電器主機,最終實現多媒體設備的智能控制。系統對實時性要求并不很高,我們采用的是微軟的Windows CE嵌入式操作系統,它提供了windows程序員熟悉的開發環境,如API函數、ActiveX控件、消息隊列、COM接口、ATL和MFC,不僅提高了開發效率,更重要的是,還有利于移植從其它Windows平臺上已開發好的應用程序。
設計思路與系統硬件框圖
Intel R Xscale PXA250/210處理器是一個具有高集成度的通訊控制芯片,內部集成了一個32bit XscaleRISC處理器內核,并具有邏輯單元、多個通訊信道、LCD控制器、內存PCMCIA控制器和通用的I/O口。它共有3個通用異步串行接口(UART),其中包括一個藍牙串行口。每個串行口除了通用UART功能外,還包含一個低速紅外編解碼器,可直接與市售的紅外數據協會(IrDA)兼容的LED收發器相連。
從手持設備的無線選擇方式來看,主要有三種方案:一是在藍牙串行口后接一個藍牙模塊;二是選擇紅外無線遙控;三是用短距離的無線數傳芯片。對于藍牙方案,無線傳輸距離和芯片價格是值得考慮的地方:藍牙主要用于短距離傳輸(最多10米),且芯片價格一直偏高,雖然目前也有使藍牙傳輸距離進一步加大的方案(可達100米),但不幸的是,其價格也會比原來貴許多。紅外傳輸則沒有價格問題,但從手持設備所能提供的功耗來看,它能傳輸的距離實在太近,只有幾米,且對紅外發射角度有一定的要求,存在"必須保證傳輸信息的兩個設備正對,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傳芯片進行無線傳輸則靈活得多,價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,功耗毫瓦級的也很多。
考慮到多媒體控制系統的某些應用場合,如多媒體語音教室、多媒體會議室的面積,故對無線設備的傳輸距離有一定的要求,最好在百米范圍內并有一定穿透力為宜,且由于屬于手持設備,功耗應盡可能小。無線設備主要傳輸的是繼電器動作及媒體控制命令,因此無線通信的數據量不大,對無線模塊的速度要求不高。綜合以上分析,媒體控制手持設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議最簡化來看,選擇串口與無線模塊相連是最佳的。
媒體控制手持設備主要功能描述如下:
1.CPU
采用Intel的Xscale PXA250處理器,運行于400MHz(Xscale core);
32Bit RISC處理器,具有32K指令緩沖,32K數據緩沖,MMU單元,Mini cache;
很低的電源要求,可由鋰電池或AA/AAA電池供電;
內部PCMCIA控制器;
2.內存
采用三星SDRAM,32M字節
系統的應用場合及意義
在一個大型會議系統或多媒體電教室系統中往往通過中央控制系統,實現整個系統的集中控制。點擊LCD觸摸屏,就能實現各種視像信號的快速切換(視頻信號、電腦信號)、燈光系統的調光或自動快速模式設定,以及各種音響系統調節,攝像、監控、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實際上是由一個帶處理器的智能控制平臺和帶多媒體設備接口的多路繼電器組成,前臺控制器可以設計成固定的臺式模式,也可以設計成便于攜帶的手持設備,它往往是通過無線方式控制多路繼電器主機,進而控制各種多媒體設備的開關及運行。嵌入式系統的發展為這一媒體控制器提供了一個可靠的平臺,而嵌入式處理器的更新換代則意味著這個平臺將更加智能化,體積更小,功耗更低。 Intel公司推出的個人用戶端架構(PCA)是一個開放的嵌入式系統開發應用平臺,它以XSCALE系列嵌入式處理器為核心,處理器時鐘可達1GHz,并可達到1200MIPS,同時支持Linux、WinCE.NET和VxWorks等操作系統,是一個理想的面向無線互連的應用平臺。
我們設計的手持式媒體控制器就是在PCA架構下,選用Intel A250的硬件平臺。媒體控制器所實現的主要功能都是在一個多媒體控制軟件上實現的,這個應用軟件把多媒體設備的各種操作解析為各個操作碼,并提供了一個前臺界面可進行編程操作。這些編程命令以無線方式傳到一個多路繼電器主機,最終實現多媒體設備的智能控制。系統對實時性要求并不很高,我們采用的是微軟的Windows CE嵌入式操作系統,它提供了windows程序員熟悉的開發環境,如API函數、ActiveX控件、消息隊列、COM接口、ATL和MFC,不僅提高了開發效率,更重要的是,還有利于移植從其它Windows平臺上已開發好的應用程序。
設計思路與系統硬件框圖
Intel R Xscale A250/210處理器是一個具有高集成度的通訊控制芯片,內部集成了一個32bit XscaleRISC處理器內核,并具有邏輯單元、多個通訊信道、LCD控制器、內存PCMCIA控制器和通用的I/O口。它共有3個通用異步串行接口(UART),其中包括一個藍牙串行口。每個串行口除了通用UART功能外,還包含一個低速紅外編解碼器,可直接與市售的紅外數據協會(IrDA)兼容的LED收發器相連。
從手持設備的無線選擇方式來看,主要有三種方案:一是在藍牙串行口后接一個藍牙模塊;二是選擇紅外無線遙控;三是用短距離的無線數傳芯片。對于藍牙方案,無線傳輸距離和芯片價格是值得考慮的地方:藍牙主要用于短距離傳輸(最多10米),且芯片價格一直偏高,雖然目前也有使藍牙傳輸距離進一步加大的方案(可達100米),但不幸的是,其價格也會比原來貴許多。紅外傳輸則沒有價格問題,但從手持設備所能提供的功耗來看,它能傳輸的距離實在太近,只有幾米,且對紅外發射角度有一定的要求,存在"必須保證傳輸信息的兩個設備正對,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傳芯片進行無線傳輸則靈活得多,價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,功耗毫瓦級的也很多。
考慮到多媒體控制系統的某些應用場合,如多媒體語音教室、多媒體會議室的面積,故對無線設備的傳輸距離有一定的要求,最好在百米范圍內并有一定穿透力為宜,且由于屬于手持設備,功耗應盡可能小。無線設備主要傳輸的是繼電器動作及媒體控制命令,因此無線通信的數據量不大,對無線模塊的速度要求不高。綜合以上分析,媒體控制手持設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 A250連接也有多種選擇,如GPIO、IIC、USB、串口等,從硬件連接及通信協議最簡化來看,選擇串口與無線模塊相連是最佳的。
媒體控制手持設備主要功能描述如下:
1.CPU
采用Intel的Xscale A250處理器,運行于400MHz(Xscale core);
32Bit RISC處理器,具有32K指令緩沖,32K數據緩沖,MMU單元,Mini cache;
很低的電源要求,可由鋰電池或AA/AAA電池供電;
內部PCMCIA控制器;
2.內存
采用三星SDRAM,32M字節