195.A基于ARM的智能手持设备MP3播放器的设计与开发本科毕业设计.doc

XXX工业大学毕业设计说明书学校代码：XXX学 号：XXX 本科毕业设计说明书（题 目：基于ARM的智能手持设备MP3播放器的设计与开发学生姓名：XXX学 院：信息工程学院系 别：计算机系专 业：软件工程班 级：软件06指导教师：XXX 副教授二○一○年 六月 本文源码索取，请联系：686615082XXX工业大学本科毕业设计说明书摘 要随着消费类电子产业的蓬勃发展,越来越多的嵌入式电子产品走进了千家万户，各式各样的嵌入式系统出现在了众多的行业和应用中,其中ARM和Linux结合的产品在市场上最受青睐本课题的嵌入式MP3就是基于ARM和linux平台设计的系统选用S3C2440开发板为硬件平台,移植linux嵌入式操作系统作为软件平台,在这样的软硬件环境下设计实现了MP3播放器本文主要描述了MP3嵌入式系统的开发方法与步骤,首先安装并搭建了Linux操作系统与嵌入式系统的交叉开发环境,然后是Uboot、Linux的裁剪和移植,根文件系统的制作以及核心驱动程序的开发在应用程序开发中介绍了MP3的原理,MP3的文件格式，实现了基于libmad的MP3应用程序的设计。

关键词：嵌入式；ARM；Linux；驱动程序；MP3AbstractWith the booming of the consumptive electronics industry, more and more embedded electronic productsmore find its way into every family, various embedded systems apply to numerous industries ,among them,the products which combine ARM and Linux technology is most popular in the electronic market .The embedded MP3 in this subject is desighed by ARM and based on Linux platform. This system choose the S3C2440 development boards as the hardware platform, transplant the Linux embedded operating system as the software platform, I design and carry out the MP3 player in this environment that combine software and hardware.This paper describes the development of embedded system MP3, firstly, installation and building the intersection environment based on Linux operating system and embedded system developing environment, then , cutting and transplantation Linux and Uboot , the production of the root file system and development of the Core Driver programme. In the development of application , the paper describes the principle of the MP3 ,the file format of MP3, realized the designing of MP3 application which based on libmad.Keyword：embeded; ARM; Linux; Driver Program; MP3目 录引 言 1第一章 嵌入式系统概述 21.1 嵌入式系统简介 21.2 嵌入式国内发展现状 21.3 嵌入式系统的结构和组成 31.3.1 嵌入式处理器 41.3.2 嵌入式外围设备 41.3.3 嵌入式操作系统 41.3.4 嵌入式应用软件 51.4 嵌入式系统的开发过程 51.5 嵌入式LINUX开发流程 51.6 ARM及S3C2440硬件平台 71.6.1 ARM简介 71.6.2 ARM内核介绍 71.6.3 QT2440E开发板介绍 81.7 嵌入式系统的发展趋势 9第二章 建立嵌入式开发环境 102.1 软件平台 102.1.1 嵌入式 Linux介绍 102.1.2 构建交叉开发环境 112.2 硬件平台 132.2.1 硬件平台介绍 132.2.2 硬件平台结构介绍 13第三章 UBOOT分析与移植 193.1 BOOTLOADER 简介 193.2 BOOTLOADER的启动流程分析 193.3 U-BOOT分析 203.4 烧写U-BOOT到NANDFLASH 28第四章 LINUX内核分析与文件系统移植 294.1 LINUX内核移植 294.1.1 Linux 版本介绍 294.1.2 Linux 启动过程 294.1.3 Linux 内核移植 304.2 文件系统 344.2.1 嵌入式Linux文件系统 344.2.2 Busybox 移植 354.2.3 根文件系统的制作 364.2.4 制作/烧写yaffs文件系统映像文件 38第五章 MP3应用程序的设计 405.1 MP3文件格式 405.1.1概述 405.1.2 MP3 文件结构 405.1.3 MP3文件结构分析 415.2 MP3解码算法原理介绍 435.3 基于LIBMAD的MP3的程序设计 475.3.1 libmad简介 475.3.2 MP3应用程序设计 47结 论 51参考文献 52致 谢 53IV引 言随着社会的日益信息化、嵌入式系统的应用越来越广泛、计算机技术的发展和微处理器工艺的改进，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落，任何人都可以拥有从小到大的各种采用嵌入式技术的产品，小到MP3、PDA等微型数字化产品，大到网络家电、智能家电、车载电子设备等，嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。

由于嵌入式系统是建立在特定的硬件系统之上，系统的开发华硬件的关系十分紧密，嵌入式开发板为方便调试与开发提供了丰富的外围设备和接口，通过接口可以调试应用程序和打印输出调试信息嵌入式开发板已成为学习嵌入式操作系统的应用、熟悉硬件设备、学习编写硬件设备驱动、了解嵌入式操作系统体系结构和嵌入式操作系统移植的有力工具基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展ARM微控制器的低功耗、高性价比使其以70％左右的市场占有率成为嵌入式解决方案中主流微处理器因此，本次设计工作主要围绕ARM9芯片进行Linux近几年在嵌入式领域异军突起，成为非常有潜力的嵌入式操作系统其代码的开放性、系统的稳定性、强大的网络功能以及优秀的文件系统支持，在嵌入式设备特别是网络设备中得到了广泛应用因此，选择linux作为本次设计的嵌入式操作系统为了对嵌入式系统的开发过程有一定认识，学习一些嵌入式系统开发技术和方法这次设计将构建一个针对ARM硬件平台的嵌入式Linux操作系统，然后在其基础上实现简单游戏的功能，最终实现手持游戏终端第一章 嵌入式系统概述本章主要介绍嵌入式系统的基本概念、总体框架和基本组成，以及常见的嵌入式系统发行版本。

还有嵌入式Linux的特点及其在嵌入式系所处的地位和嵌入式Linux在国内外发展概况和发展趋势1.1 嵌入式系统简介嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统嵌入式系统与通用计算机系统的本质区别在于系统应用不同，嵌入式系统是将一个计算机系统嵌入到对象系统中这个对象可能是庞大的机器，也可能是小巧的手持设备，用户并不关心这个计算机系统的存在嵌入式系统一般包含嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和应用程序4各部分嵌入式领域已经有丰富的软硬件资源可以选择，涵盖了通信、网络、工业控制、消费电子、汽车电子等各个行业嵌入式计算机系统与通用计算机系统相比具有以下特点：1. 嵌入式系统是面向特定系统应用的嵌入式处理器大多数是专门为特定应用设计的，具有低功耗、体积小、集成度高等特点，一般是包含各种外围设备接口的片上系统2. 嵌入式系统涉及计算机技术、微电子技术、电子技术、通信和软件等各行各业它是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统3. 嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性只有这样才能适用嵌入式系统应用的需要，在产品价格性能等方面具备竞争力。

4. 嵌入式系统的生命周期相当的长嵌入式系统应用到产品后，还可以进行软件升级，它的生命周期与产品的生命周期几乎一样长1.2 嵌入式国内发展现状随着技术进步的不断加速，我们有理由相信计算机还将继续快速发展并进一步改善我们的生活，让计算变得“无所不能”、“无处不在”其中“无所不能”将是人工智能技术和超级计算机的结合，而“无所不在”则是嵌入式技术应用的广阔天地，现在普通消费者已经可以从市场中买到数码相机、移动、打印机我们的生活，等众多的数码产品、航空设备、ATM机、计算机网络设备等电子产品中都用到了嵌入式系统图1-1 嵌入式软件架构嵌入式控制器的应用几乎无处不在:移动、家用电器、汽车……无不有它的踪影嵌入控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,其应用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域,对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机,一台通用计算机的外部设备中就包含了5 - 10 个嵌入式微处理器在制造工业、过程控制、网络、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。

1.3 嵌入式系统的结构和组成一般而言，嵌入式系统的体系结构可以分成四个部分：嵌入式处理器，嵌入式外围设备，嵌入式操作系统和嵌入式应用软件1.3.1 嵌入式处理器嵌入式系统的核心是各种类型的嵌入式处理器，其应具有很高的效率和可靠性常用的嵌入式处理器可分为：低端的嵌入式处理器、中高端的嵌入式处理器、用于计算通信领域的嵌入式DSP处理器和高度集成嵌入式片上系统（SOC）目前几乎每个半导体制造商都在生产嵌入式处理器，全世界嵌入式处理器已超过1000种，流行的体系结构有30多个系列，其中以ARM、POWERPC、MC68000、MIPS等最为广泛1.3.2 嵌入式外围设备在嵌入式系统硬件系统中，除了处理器以外，用于完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的外围部件，都算作嵌入式外围设备目前常用的嵌入式外围设备按。