浅谈数码相框系统设计

浅谈数码相框系统设计

占有

占有长江大学艺术学院艺术设计11102班

摘要随着PC时代数码技术的发展，数码相机以其低廉的价格，方便的操作成为摄影器材未来的发展方向。目前，很多家庭都持有数码相机，一次拍摄下来的照片往往会有上百张，使用PC机来查看拍摄下来的图片，操作繁琐，而且依赖于PC机。

关键词数码相框系统设计

一、引言

作为数码相机的一种附属产品，数码相框不仅具有传统相框的特点，而且可以直接从数码相机中选择心仪的照片，定时更新照片。数字相框可以摆放在家居显眼之处，成为现代家庭一道靓丽的风景线。

数码相框是展示数码照片而非纸质照片的相框。众多的数码摄影产生的相片保存起来后，查看过程繁琐不方便，大量打印出来又非常浪费，如果用数码相框直接插上相机的存储卡展示照片，就非常酷了,数码摄影必然推动数码相框的发展，因为据调查全世界打印的数码相片不到35%。

二、系统开发目标与所需环境

根据实际应用的特点对产品进行完整的需求分析，形成比较完善的总体设计方案。同时，达到能具备Linux操作系统下简单的设备驱动程序开发、图形用户接口设计的能力。此外，掌握基本的系统功能及性能测试技术，从而具备比较全面的嵌入式应用系统开发能力。另外，作为一个消费类电子产品，数码相框的设计必须考虑以下因素：

（1）用户接口友好、操作方便。由于该产品的使用者大多是非专业人士，用户接口是否清晰明了、操作是否简捷方便成为用户是否能迅速的接受此产品的重要因素。

（2）系统兼容性强。数码相框应能识别和处理当前数码相机主要的图像格式，能访问主流的外部半导体存储卡。

（3）稳定可靠。作为消费类电子产品。必须通过比较严格的功能测试，以保证用户在使用过程中，不会因为程序错误而丧失对产品的信心。

所需环境及设备：以GEC2440开发板作为目标机，使用安装了WindowsXP的PC机作为宿主机，并在宿主机上安装虚拟机软件，虚拟机里安装的是RedHatEnterpriseLinux5作为开发环境；硬件部分:GEC2440模仿三星smdk2440,以ARM920T为内核，控制辅助设备。基本端口包括以太网接口，USB接口，还有两个RS232的串口。A/D和D/A模块主要用于现场数据的采集与控制信号的输出。DC/DC模块主要负责整个系统的供电。

三、系统设计

根据实际应用的特点对产品进行完整的需求分析，形成比较完善的总体设计方案。同时，达到能具备Linux操作系统下简单的设备驱动程序开发、图形用户接口设计的能力。此外，掌握基本的系统功能及性能测试技术，从而具备比较全面的嵌入式应用系统开发能力。

硬件部分：系统的主要硬件包括嵌入式开发平台GECC2440、LCD屏、人机交互界面、外部存储介质接口电路。大致可以分为三块：（1）LCD屏用来展示图片、输出信息。（2）人机交互界面设定各个模式的播放形式、输入信息。（3）外部存储介质接口电路用来提供外部的存储介质的接口。以GEC2440开发板作为目标机，使用安装了WindowsXP的PC机作为宿主机，并在宿主机上安装虚拟机软件，虚拟机里安装的是RedHatEnterpriseLinux5作为开发环境。GEC2440模仿三星smdk2440,以ARM920T为内核，控制辅助设备。基本端口包括以太网接口，USB接口，还有两个RS232的串口。A/D和D/A模块主要用于现场数据的采集与控制信号的输出。DC/DC模块主要负责整个系统的供电。

软件部分：（1）交叉环境的搭建：用GNU工具链作为交叉编译器。（2）超级终端。当前嵌入式Linux在手机、PDA等手持信息设备领域的应用十分广泛。各种手持设备是否拥有图形用户界(GUI)己经成为其人机交互技术的关键体现，所以一个十分友好的图形用户界面(GUI)是必不可少的。嵌入式GUI是嵌入式系统广泛应用的人机交互接口。嵌入式系统有限的硬件资源要求嵌入式GUI必须简单、直观、可靠、占用资源小且反应快速。由于嵌入式系统硬件本身的多样性，嵌入式GUI应具备高度可移植性与可裁减性。

系统详细设计：（1）嵌入式Linux开发环境的建立具体步骤过程：交叉环境的具体建立；Qt应用界面代码的编写；环境的调试、仿真运行、NFS的配置等。（2）系统软硬件的的连接工作：bootloader的移植、linux内核配置移植、驱动移植、根文件系统制作、带库的根文件系统的制作及各阶段的调试、QT界面的设计。（3）运用QT及网络编程实现系统设计界面的可视化，及网络的连接问题。（4）对预期的目标功能，编写代码，调试仿真、运行。（5）对应用程序开发的代码编写与调试运行。

另外，作为一个消费类电子产品，数码相框的设计必须考虑以下因素：

1、用户接口友好、操作方便。2、系统兼容性强。数码相框应能识别和处理当前数码相机主要的图像格式，能访问主流的外部半导体存储卡。3、稳定可靠。

对开发过程中遇到的问题，时时记录，分析解决，保证阶段任务能够顺完成。张军委完成环境的搭建、bootloader的烧写，usb驱动的移植及调试。肖奇超完成内核的裁剪与移植、Qt应用程序的设计。测试记录要细致。

四、嵌入式系统

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可以配置，通常对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的一种专用计算机系统。当前先进的嵌入式系统，通常由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及嵌入式应用程序四个部分组成，实计算机基于ARMLinux和Qt/Embedded的嵌入式数码相框系统的研究和实现应用系统，称为嵌入式系统、实时系统或者嵌入式实时系统。

嵌入式系统通常是一个资源受限的系统，因此直接在嵌入式系统的硬件平台上编写软件比较困难，有时候甚至是不可能的。所以需要一个交叉环境来实现：

（1）首先在通用计算机上编写程序;

（2）然后通本地编译或者交叉编译生成目标浃台上可以运行的二进制代码格式;

（3）最后再下载到目标平台上的特定的位置上去运行。

根据目前国内外对嵌入式的研究和开发，结合实际的实验条件，本项目使用硬件平台广东省嵌入式软件公共技术中心开发的GEC2440开发板作为目标机，使用安装WindowsXP的PC机作为宿主机，并在宿主机Windows平台上安装了一个虚拟机软件，虚拟机里安装的是RedHatEnterpriseLinux5作为开发环境。主要实现工作包括:在宿主机上安装交叉编译工具，建立交叉编译环境，配置tftp、DNW(或超级终端)以建立嵌入式软件平台。进行一个可以浏览与管理图片功能，且能进行幻灯片播放的课程设计。针对项目需求实现对驱动程序的完善和移植，制作适合此开发板的根文件系统,最后将基于qt设计的应用程序程植到开发板上，实现个人图片的掌上管理。

五、结语

数码相框是电子数码市场中的时尚产品，在电子产品具有更新快的特点，因此要想吸引住消费者的目光，性能与外观的设计很重要。

参考文献

【1】张勇.ARM原理与C程序设计.西安:西安电子科技大学出版社,2009年4月

【2】韦东山.嵌入式Linux应用软件开发完全手册.北京:人民邮电出版社，2008年8月

【3】LUPA.Linux软件工程师实用教程.北京:科学出版社，2011年11月修订版

【4】成洁，卢紫毅.Linux窗口程序设计.北京:清华大学出版社，2008年11月

【5】粤嵌技术中心.GEC2440开发板说明文档，GEC开发板实验指导手册.