引言

　　本文基于TI公司的OMAP3515開源平臺設計了一款客廳游戲主機，開源軟件平臺使用Linux系統(tǒng)，獨立移植了更流行、界面更友好的Android系統(tǒng)，開發(fā)了平臺軟件SDK，研發(fā)了hopoplayer播放器，支持Flash格式的游戲，并建立了友好的移植框架，可方便地移植到其他平臺使用，主機使用體感手柄控制顯示界面和操控體感游戲。完整的家庭體感娛樂平臺如圖1所示。

　　圖1 家庭體感娛樂平臺

　　1 客廳游戲主機

　　客廳游戲主機基于TI公司的OMAP3515開源平臺設計。軟件上，可以選擇Android系統(tǒng)，也可以選擇Linux系統(tǒng)。Android系統(tǒng)也是基于開源Linux系統(tǒng)內(nèi)核，所以設計網(wǎng)卡驅(qū)動、HDMI驅(qū)動、音頻驅(qū)動、顯示驅(qū)動、NAND Flash驅(qū)動、USB驅(qū)動原理相同。硬件上，更換了網(wǎng)卡芯片、電源管理芯片、音頻解碼芯片、USB芯片和NAND Flash芯片，增加了HDMI驅(qū)動芯片。

　　Linux系統(tǒng)和Android系統(tǒng)使用相同的引導程序xloader、uboot，設計不同的kernel和文件系統(tǒng)，修改不同的啟動參數(shù)即可選擇Linux系統(tǒng)或Android系統(tǒng)。

　　移植Android系統(tǒng)到嵌入式Linux平臺設備，主要有兩種方法：一種是在使用的內(nèi)核里打Android補丁，補丁量比較大，出錯的機會也大，移植時間也會很長；另一種是使用開源的Android系統(tǒng)，將平臺的驅(qū)動和配置等打補丁，添加到Android系統(tǒng)中，本文采用了這種方法。

　　1.1 下載Android源碼和建立編譯環(huán)境

　　主機系統(tǒng)： Linux Fedora 10.

　?。?） 下載Android源碼

　　$ yum install git?core

　　$ curl http://android.git.kernel.org/repo 》~/bin/repo

　　$ chmod a+x ~/bin/repo

　　$ mkdir rowboat?android

　　$ cd rowboat?android

　　$ repo init ?u git://gitorious.org/rowboat/manifest.git ?m rowboat?donut.xml

　　$ repo sync

　?。?） 建立編譯環(huán)境

　?、?準備需要的開發(fā)包：

　　Git 1.5.4 or newer and the GNU Privacy Guard.

　　JDK 5.0， update 12 or higher. Java 6 is not supported， because of incompatibilities with @Override.

　　flex， bison， gperf， libsdl?dev， libesd0?dev， libwxgtk2.6?dev （optional）， build?essential， zip， curl， minicom， tftp?server， uboot?mkimage

　?、?對于Fedora 10使用如下命令：

　　$ yum install bison gperf flex xorg?x11?proto?devel readline?devel

　　下載jdk?1_5_0_22?linux?i586.bin，安裝在/usr/local/hualu/android/rowboat?android/jdk1.5.0_22下。

　　圖2 主機框架

　　修改java環(huán)境變量：

　　export JAVA_HOME=/usr/local/hualu/android/rowboat?android/jdk1.5.0_22

　　export PATH=$JAVA_HOME/bin：$PATH

　　export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib/tools.jar：$JAVA_HOME/lib/dt.jar：$CLASSPATH

　　For Ubuntu 32?bit use such command：

　　$ sudo apt?get install git?core gnupg sun?java5?jdk flex bison gperf libsdl?dev libesd0?dev libwxgtk2.6?dev build?essential zip curl libncurses5?dev zlib1g?dev minicom tftpd uboot?mkimage

　　Ubuntu Intrepid （8.10） users may need a newer version of libreadline：

　　$ sudo apt?get install lib32readline5?dev

　　下載jdk?1_5_0_22?linux?i586.bin，安裝在/usr/local/hualu/android/rowboat?android/jdk1.5.0_22下。

　　修改java環(huán)境變量：

　　export JAVA_HOME=/usr/local/hualu/android/rowboat?android/jdk1.5.0_22

　　export PATH=$JAVA_HOME/bin：$PATH

　　export CLASSPATH=$JAVA_HOME/ lib/tools.jar：$JAVA_HOME/lib/dt.jar：$CLASSPATH

　　③ 建立rootfs：

　　$ make TARGET_PRODUCT=omap3?evm TARGET_BUILD_VARIANT=tests ?j8

　　$ cd out/target/product/omap3evm

　　$ mkdir android_rootfs

　　$ cp ?r root/* android_rootfs

　　$ cp ?r system android_rootfs

　　$ sudo ////build/tools/mktarball.sh ///host/linux?x86/bin/fs_get_stats android_rootfs 。 rootfs rootfs.tar.bz2

　?、?建立kernel：

　　$make ARCH=arm omap3_evm_android_defconfig

　　1.2 移植Android系統(tǒng)的主要流程

　?、?首先到http://code.google.com/p/rowboat/wiki/Source網(wǎng)站，參考說明下載2.6.29 kernel和omap3evm?donut?2009?12?22.tar.bz2 文件系統(tǒng)。

　　如果只下載TI OMAP3EVM 內(nèi)核，可以使用git clone git://gitorious.org/rowboat/kernel.git.

　?、?修改uboot的啟動參數(shù)：

　　setenv bootargs ?mem=128M console=ttyS2，115200n8 root=/dev/mmcblk0p2 rw init=/init rootwait?。

　?、?把平臺上在TI OMAP3EVM中修改的內(nèi)容打補丁，移植到步驟①下載的內(nèi)核中，重點是針對平臺的驅(qū)動和顯示部分。

　?、?拷貝修改后內(nèi)核的uImage和文件系統(tǒng)到的SD卡中，從SD卡啟動Android系統(tǒng)。

　　⑤ 啟動后首先出現(xiàn)機器人LOGO，然后出現(xiàn)“android”字體LOGO，最后出現(xiàn)Android主界面。

　?、?優(yōu)化、修改啟動界面，如需要從NAND Flash啟動則修改相應的啟動參數(shù)和文件系統(tǒng)等。

　　1.3 主機框架

　　主機框架如圖2所示。

　　1.4 主機驅(qū)動

　　主機基于Android系統(tǒng)，驅(qū)動主要包括網(wǎng)卡驅(qū)動、HDMI驅(qū)動、音頻驅(qū)動、顯示驅(qū)動。

　　1.4.1 網(wǎng)卡驅(qū)動

　　網(wǎng)卡原理圖如圖3所示。

　　圖3 網(wǎng)卡原理圖

　　uboot中修改支持LAN9220網(wǎng)卡：針對硬件原理圖修改初始化I/O口、 IRQ口，根據(jù)OMAP3530手冊的寄存器描述調(diào)整配置，完成網(wǎng)卡ID號識別、網(wǎng)卡初始化和makefile修改。

　　內(nèi)核中修改支持LAN9220網(wǎng)卡： 從原理圖確認網(wǎng)卡訪問基址為0x18000000（gpmc_cs3的基址），這個是物理地址，總線位寬為16，中斷引腳為GPMC_IRQ（對應OMAP3530的GPIO65），增加LAN9220平臺設備，配置內(nèi)核將LAN9220靜態(tài)編譯進內(nèi)核。

　　1.4.2 HDMI驅(qū)動

　　HDMI驅(qū)動包括平臺設備注冊和中斷、熱插拔初始化、HDMI音頻設備注冊和初始化、視頻分辨率設置和初始化，參考AD9889B_AD9389B Programmer?s Guide.pdf和EIA/CEA861B標準。

　　1.4.3 音頻驅(qū)動

　　uboot中對音頻的輸出設置：

　　函數(shù)int misc_init_r（void）中*（（uint *） 0x4807402c）=0x1f10; // 0x1f10或 0x1f07

　　根據(jù)芯片手冊設置為低位0x10對應的音頻采樣頻率fs為44.1 kHz，128fs;低位0x07對應的音頻采樣頻率fs為44.1 kHz，256fs.

　　計算方法為：

　　96 MHz/（16 + 1）=5.647 MHz

　　MCLK=44.1 kHz×128=5.644 8 MHz（誤差較小）

　　96 MHz/（07 + 1）=12 MHz

　　MCLK=44.1 kHz×256=11.289 6 MHz（誤差較大）

　　實際應用中兩者都可以，我們使用的是采樣頻率fs為44.1 kHz，128fs.

　　在內(nèi)核中對HDMI音頻進行初始化，并修改音頻驅(qū)動。在函數(shù)static int omap_mcbsp_dai_set_dai_fmt（struct snd_soc_dai *cpu_dai，unsigned int fmt）中令：

　　regs-》srgr1 |=1;//1或3.為1對應音頻采樣頻率為44.1 kHz，128fs;為3對應音頻采樣頻率為44.1 kHz，256fs

　　計算方法為：

　　BCLK=fs×iis位數(shù)×channel數(shù)

　　=44.1 kHz×32×2=2.822 4 MHz

　　MCLK/BCLK=1+X

　　得到：

　　X=1→MCLK=5.644 8 MHz

　　X=3→MCLK=11.289 6 MHz

　　此處必須和uboot中配置一致，統(tǒng)一為44.1 kHz，128fs，或是44.1 kHz，256fs，這里使用的是采樣頻率fs為44.1 kHz，128fs.

　　1.4.4 顯示驅(qū)動

　　DSS顯示驅(qū)動原理：

　　FB0→GFX→LCD，

　　FB1→VID1→LCD

　　復制GFX層到HDMI和TV，實現(xiàn)HDMI和TV的CVBS同時輸出相同視頻內(nèi)容。

　　FB0→GFX→HDMI→HDMI→VID1→TV→TV

　　其中，F(xiàn)B為FrameBuffer，GFX為圖形顯示層，VID為視頻顯示層。

　　2 操控手柄識別和游戲內(nèi)容

　　2.1 操控的手柄識別

　　Android系統(tǒng)識別體感手柄，需要確認內(nèi)核配置：

　　Device Drivers??﹥Input device support

　　《*》Event interface

　　《*》Event debugging

　　Device Drivers??﹥HID Devices

　　《*》 Generic HID support

　　《*》 USB Human Interface Device （full HID） support

　　2.2 游戲內(nèi)容

　　主機上已有100余款家庭休閑體感游戲，以標準flash為游戲格式。

　　3 平臺軟件SDK

　　平臺軟件SDK是一個面向嵌入式終端的軟件SDK，可跨平臺移植，移植后可運行在嵌入式主機、藍光播放器、高清機頂盒上。這些平臺也可以使用體感手柄體驗我們的體感游戲。

　　3.1 平臺軟件SDK開發(fā)

　　平臺軟件SDK開發(fā)步驟：

　?、?編譯移植開源Gnash flash播放器到我們平臺上，實現(xiàn)flash視頻可以正常播放，打造出我們自己的hopoplayer播放器，支持flash格式的游戲。

　　② 建立hopoplayer播放器移植框架，方便移植到其他平臺使用。

　　3.2 平臺軟件SDK特點

　　hopoplayer播放器具有如下特點：

　　◆ 支持SWF v8、action script 2.0.

　　◆ 支持H263、H264等FLV視頻。

　　◆ 支持MP3、XML.

　　◆ 具有良好的可移植性，支持Linux、Android，支持x86、ARM、 MIPS、SH4等CPU.

　　◆ 可播放YouTube、優(yōu)酷等網(wǎng)站FLV視頻。

　　◆ 運行速度快，內(nèi)存消耗少。

　　結語

　　研發(fā)了一款嵌入式游戲主機，能夠使用我們設計的體感手柄操作界面和體感游戲。通過平臺軟件SDK的 hopoplayer播放器，可以方便地實現(xiàn)移植hopoplayer到其他平臺使用。嵌入式主機、體感手柄、平臺軟件SDK，打造了完整的家庭體感娛樂平臺。高清機頂盒或者藍光播放器、體感手柄、平臺軟件SDK，也同樣可以實現(xiàn)我們的家庭體感娛樂平臺。