專利名稱：嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備與系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其涉及嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備與系統(tǒng)。背景技術(shù)：
嵌入式設(shè)備在日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。小到普通的MP3\MP4播放器、手機(jī) 和PDA等，大到各種通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如程控交換機(jī)和路由器等等。這些設(shè)備實(shí)際上都是由一 個(gè)或多個(gè)嵌入式系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)主要包括軟件和硬件設(shè)計(jì)兩部分。軟 件部分主要是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)(如Linux和vxWorks等)。硬件部分主要包括 高速電路板設(shè)計(jì)技術(shù)和SOC芯片應(yīng)用技術(shù)等等。SOC芯片也可以稱為嵌入式處理器。嵌入 式處理器內(nèi)部除了處理器內(nèi)核外還集成了很多功能模塊，如D/A、A/D模塊以及各種通信接 口模塊(I2C、SPI、UART、以太網(wǎng))等。而通用處理器由于更關(guān)注處理器內(nèi)核的性能因此其 內(nèi)部一般很少集成多種功能模塊而只提供對外訪問的總線接口(如PCI或PCI-E等)。正 是基于此，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度都比較大。因此，對嵌入式不熟悉的使用者難以掌握與提 高嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。目前國內(nèi)從事嵌入式教學(xué)的機(jī)構(gòu)，都必須提供必要的嵌入式實(shí)驗(yàn) 設(shè)備，如仿真器、開發(fā)板、實(shí)驗(yàn)箱等?，F(xiàn)有的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備的人機(jī)接口模塊中，實(shí)現(xiàn)輸出功能的一般包括以下幾種方 式普通LED燈、8段數(shù)碼管、液晶模塊和液晶顯示屏等。LED燈可以簡單指示程序運(yùn)行的情 況或者系統(tǒng)中普通功能模塊的運(yùn)行狀態(tài)。8段數(shù)碼管可以用于顯示一些具有簡單數(shù)據(jù)內(nèi)容 的模塊，比如溫濕度傳感器模塊和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等。液晶模塊可以用于顯示具有較多數(shù)據(jù)內(nèi)容 和簡單圖形的一些模塊，比如中文顯示，產(chǎn)品LOGO顯示等。液晶顯示屏則可以顯示一些復(fù) 雜的圖形、圖片和視頻內(nèi)容等。對于具有多媒體產(chǎn)品應(yīng)用或者數(shù)碼產(chǎn)品應(yīng)用的嵌入式實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)來說，由于這些產(chǎn)品的主要業(yè)務(wù)都包括圖片或視頻信號的顯示，因此，在具有這些應(yīng)用 的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，液晶顯示屏屬于必需的功能外設(shè)之一。但由于受成本和開發(fā)箱尺寸 的限制，液晶顯示屏的尺寸一般比較小，比如7時(shí)液晶屏。由于現(xiàn)有的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備的液 晶顯示屏的尺寸一般比較小，因此觀看圖片和視頻方面的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)效果就不是很好。另 外，由于需要額外配置這塊液晶屏，因此這也增加了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的成本。因此，現(xiàn)有技術(shù)需要改進(jìn)和提高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是提供一種嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備與系統(tǒng)，采用電腦顯示器 作為圖像視頻輸出設(shè)備的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，方便地進(jìn)行圖形、圖片和視頻圖像信號的處理， 并節(jié)省了成本。本實(shí)用新型提供一種嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括動(dòng)態(tài)存儲RAM、靜態(tài)存儲FLASH與以太 網(wǎng)接口，還包括電源時(shí)鐘模塊、SD總線處理模塊與人機(jī)接口模塊，多媒體處理器，連接至所 述電源模塊與所述SD總線處理模塊，將壓縮與解壓縮的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入和輸出；編解 碼處理模塊，通過數(shù)字音頻接口連接至所述多媒體處理器，從所述多媒體處理器輸入或者 輸出音視頻數(shù)據(jù)；視頻傳輸轉(zhuǎn)換模塊，通過視頻接口連接至所述編解碼處理模塊，從所述編
3解碼處理模塊輸入數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號后從模擬接口輸出所述模擬視頻信 號至電腦顯示器。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述SD總線處理模塊實(shí)現(xiàn)SD卡高速總線的處理， 包括SD卡接口，通過所述SD卡接口讀寫SD卡中的內(nèi)容。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述人機(jī)接口模塊包括鍵盤輸入模塊、數(shù)碼管顯 示模塊和普通液晶顯示模塊。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鍵盤輸入模塊包括多位普通按鍵，所述數(shù)碼 管顯示模塊包括多個(gè)共陽8段數(shù)碼管與外圍驅(qū)動(dòng)電路，所述液晶顯示模塊為中文圖形液晶 模塊。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源模塊包括DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，輸出5V、 3. 3V、1. 8VU. 2V 和 2. 5V 電源信號。本實(shí)用新型還提供了一種嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括動(dòng)態(tài)存儲 RAM、靜態(tài)存儲FLASH與以太網(wǎng)接口 ；電源時(shí)鐘模塊；SD總線處理模塊；人機(jī)接口模塊，連接 至所述電源模塊；多媒體處理器，連接至所述動(dòng)態(tài)存儲RAM、靜態(tài)存儲FLASH與所述SD總線 處理模塊，將壓縮與解壓縮的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入和輸出；編解碼處理模塊，通過數(shù)字音視 頻接口連接至所述多媒體處理器，從所述多媒體處理器輸入或者輸出音視頻數(shù)據(jù)；視頻傳 輸轉(zhuǎn)換模塊，通過數(shù)字視頻接口連接至所述編解碼處理模塊，從所述編解碼處理模塊輸入 數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號后從模擬接口輸出所述模擬視頻信號至電腦顯示器； 以及調(diào)試電腦主機(jī)、電腦顯示器與VGA視頻分配器，所述調(diào)試電腦主機(jī)和嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備 通過所述VGA視頻分配器共用所述電腦顯示器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較的有益效果是(1)通過普通電腦顯示器來觀看嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻和圖像輸出效果，既降低 系統(tǒng)的成本，又可以提高視頻和圖像的觀看效果；(2) 一臺電腦顯示器既可以連接嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備觀看軟件調(diào)試，又可以連接電腦 主機(jī)觀看實(shí)驗(yàn)視頻或圖像信號輸出。

圖1是本實(shí)用新型嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備的模塊圖；圖2是本實(shí)用新型嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模塊圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示是本實(shí)用新型嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備的模塊圖。在本實(shí)施方式中，嵌入式實(shí) 驗(yàn)設(shè)備1包括動(dòng)態(tài)存儲RAM、靜態(tài)存儲FLASH、以太網(wǎng)接口、電源時(shí)鐘模塊，還包括SD總線處 理模塊，人機(jī)接口模塊連接至電源模塊。多媒體處理器10連接至動(dòng)態(tài)存儲RAM、靜態(tài)存儲 FLASH與SD總線處理模塊，將壓縮與解壓縮的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入和輸出。編解碼處理模 塊20通過數(shù)字音視頻接口連接至多媒體處理器10，從多媒體處理器10輸入或者輸出音視 頻數(shù)據(jù)。視頻傳輸轉(zhuǎn)換模塊30通過數(shù)字視頻接口連接至編解碼處理模塊20，從編解碼處理 模塊20輸入數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號后從模擬接口輸出模擬視頻信號至電腦顯不器5。 在本實(shí)施方式中，多媒體處理器10內(nèi)部采用中央處理器+數(shù)字信號處理 (CPU+DSP)的方式來實(shí)現(xiàn)。CPU核是ARM920T。DSP部分可以實(shí)現(xiàn)視頻信號的H. 264和MPEG4 的壓縮和解壓縮算法。在H. 264算法下，可以同時(shí)支持3路Dl信號的編碼和2路Dl信號 的解碼。在MPEG4算法下，可以同時(shí)支持2路Dl信號的編碼和2路Dl信號的解碼。 動(dòng)態(tài)存儲RAM(DDRRAM)提供CPU工作時(shí)所需的動(dòng)態(tài)存儲RAM，用來放置程序運(yùn)行過 程中的動(dòng)態(tài)變量或者作為程序的緩存空間，同時(shí)也保存從靜態(tài)存儲FLASH中搬移過來的主 機(jī)程序。具體實(shí)現(xiàn)上采用兩片HY5DU121622來實(shí)現(xiàn)?？?cè)萘窟_(dá)到128M字節(jié)。靜態(tài)存儲FLASH主要是提供CPU工作時(shí)所需的靜態(tài)程序存儲器，用來保存系統(tǒng) 運(yùn)行時(shí)的主機(jī)程序或者一些系統(tǒng)掉電后還需繼續(xù)使用的參數(shù)信息。具體實(shí)現(xiàn)上采用一片 SG29GL064來實(shí)現(xiàn)?？?cè)萘窟_(dá)到8M字節(jié)。串口轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)UART協(xié)議和232協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。采用MAX3232實(shí)現(xiàn)，完成 UART串口協(xié)議的TTL電平和RS232電平的轉(zhuǎn)換。嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備1對外提供的是標(biāo)準(zhǔn)的 DB9 接口。以太網(wǎng)PHY模塊采用DM9161來實(shí)現(xiàn)，完成以太網(wǎng)RMII接口和以太網(wǎng)模擬PHY接 口的轉(zhuǎn)換，GM8180內(nèi)部只進(jìn)行了 MAC層數(shù)據(jù)的處理，因此還需通過此模塊完成MAC數(shù)據(jù)和 物理層數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備1對外提供的是標(biāo)準(zhǔn)的RJ45以太網(wǎng)接口。USB總線處理，完成USB2. 0差分總線信號的處理以及USB接口的電源控制功能。 單板對外提供的USB接口是標(biāo)準(zhǔn)的USB2. 0接口。編解碼處理模塊，實(shí)現(xiàn)音視頻業(yè)務(wù)編解碼，主要完成模擬音頻信號的A/D和D/A轉(zhuǎn) 換。嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備1中采用TECHWELL公司的集成度比較高的TW2835來實(shí)現(xiàn)。一片TW2835 可以分別實(shí)現(xiàn)4路音頻和視頻輸入信號的A/D轉(zhuǎn)換功能和1路音頻和視頻輸出信號的D/A 轉(zhuǎn)換功能。TW2835還需外掛一個(gè)SDRAM芯片，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的緩存的功能。TW2835 可外接四路模擬音頻輸入信號和四路模擬的復(fù)合視頻輸入信號?？捎糜谕饨訑z像頭和麥克 風(fēng)信號。一路模擬音頻輸出信號，可用于外接音箱。一路模擬視頻輸出信號，可用于外接普 通液晶屏。TW2835與GM8180之間通過I2C接口來進(jìn)行內(nèi)部寄存器的讀寫操作。TW2835與 GM8180上的數(shù)字視頻接口為兩路BT656信號，一路輸入一路輸出。TW2835與GM8180之間 的數(shù)字音頻接口為一路I2S信號。視頻傳輸(VGA)轉(zhuǎn)換模塊30，由TV5725來實(shí)現(xiàn)，TV5725實(shí)現(xiàn)將BT. 656的數(shù)字視 頻接口信號轉(zhuǎn)換成VGA模擬接口信號輸出。這樣嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備1可以外接標(biāo)準(zhǔn)的電腦顯 示器來實(shí)現(xiàn)視頻內(nèi)容的輸出。SD總線處理模塊，實(shí)現(xiàn)SD卡高速總線的處理，同時(shí)對外提供標(biāo)準(zhǔn)的SD卡接口，通 過SD卡接口可以讀寫SD卡中的內(nèi)容。人機(jī)接口模塊主要包括鍵盤輸入模塊、數(shù)碼管顯示模塊和普通液晶顯示模塊。鍵 盤輸入模塊由多位普通按鍵組成。數(shù)碼管顯示模塊主要由多個(gè)共陽8段數(shù)碼管和外圍驅(qū)動(dòng) 電路組成。液晶顯示模塊則圍繞12864中文圖形液晶模塊實(shí)現(xiàn)。電源模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換功能。DC/DC轉(zhuǎn)換模塊提供本板所需的5V、3. 3V、 1. 8V、1. 2V和2. 5V電源信號。時(shí)鐘處理模塊提供本板所需的時(shí)鐘信號，包括27M和25M時(shí)鐘等。[0032]如圖2所示是本實(shí)用新型嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模塊圖。在本實(shí)施方式中，嵌入式實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)包括嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備1，調(diào)試電腦主機(jī)7，電腦顯示器5與VGA視頻分配器3，調(diào)試電 腦主機(jī)7和嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備1通過VGA視頻分配器3共用電腦顯示器5。在本實(shí)施方式中，調(diào)試電腦主機(jī)7通過232串口和以太網(wǎng)口調(diào)試嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1。當(dāng)VGA視頻分配器3的輸出源設(shè)置為調(diào)試電腦主機(jī)7時(shí)，電腦顯示器5顯示調(diào)試 電腦主機(jī)7的畫面。當(dāng)VGA視頻分配器3的輸出源設(shè)置為嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備1時(shí)，電腦顯示器5顯示嵌 入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備1上的視頻或圖片本實(shí)用新型所提供的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備與系統(tǒng)，通過普通電腦顯示器來觀看嵌入式 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻和圖像輸出效果，既降低系統(tǒng)的成本，又可以提高視頻和圖像的觀看效果； 一臺電腦顯示器既可以連接嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備觀看軟件調(diào)試，又可以連接電腦主機(jī)觀看實(shí)驗(yàn) 視頻或圖像信號輸出。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能 認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視 為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括動(dòng)態(tài)存儲RAM、靜態(tài)存儲FLASH與以太網(wǎng)接口，其特征在于還包括電源時(shí)鐘模塊；SD總線處理模塊；人機(jī)接口模塊；多媒體處理器，連接至所述SD總線處理模塊、所述動(dòng)態(tài)存儲RAM與所述靜態(tài)存儲FLASH，將壓縮與解壓縮的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入和輸出；編解碼處理模塊，通過數(shù)字音視頻接口連接至所述多媒體處理器，從所述多媒體處理器輸入或者輸出音視頻數(shù)據(jù)；視頻傳輸轉(zhuǎn)換模塊，通過數(shù)字視頻接口連接至所述編解碼處理模塊，從所述編解碼處理模塊輸入數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號后從模擬接口輸出所述模擬視頻信號至電腦顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述SD總線處理模塊實(shí)現(xiàn)SD 卡高速總線的處理，包括SD卡接口，通過所述SD卡接口讀寫SD卡中的內(nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述人機(jī)接口模塊包括鍵盤 輸入模塊、數(shù)碼管顯示模塊和普通液晶顯示模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述鍵盤輸入模塊包括多位 普通按鍵，所述數(shù)碼管顯示模塊包括多個(gè)共陽8段數(shù)碼管與外圍驅(qū)動(dòng)電路，所述液晶顯示 模塊為中文圖形液晶模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述電源模塊包括DC/DC轉(zhuǎn) 換模塊，輸出5V、3. 3V、1. 8V、1. 2V和2. 5V電源信號。
6.一種嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括 嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括動(dòng)態(tài)存儲RAM、靜態(tài)存儲FLASH、以太網(wǎng)接口、電源時(shí)鐘模塊； SD總線處理模塊； 人機(jī)接口模塊；多媒體處理器，連接至所述SD總線處理模塊、所述動(dòng)態(tài)存儲RAM與所述靜態(tài)存儲 FLASH，將壓縮與解壓縮的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入和輸出；編解碼處理模塊，通過數(shù)字音視頻 接口連接至所述多媒體處理器，從所述多媒體處理器輸入或者輸出音視頻數(shù)據(jù)；視頻傳輸轉(zhuǎn)換模塊，通過數(shù)字視頻接口連接至所述編解碼處理模塊，從所述編解碼處 理模塊輸入數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號后從模擬接口輸出所述模擬視頻信號至電 腦顯示器；以及調(diào)試電腦主機(jī)、電腦顯示器與VGA視頻分配器，所述調(diào)試電腦主機(jī)和嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備 通過所述VGA視頻分配器共用所述電腦顯示器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)試電腦主機(jī)通過232 串口和以太網(wǎng)口調(diào)試所述嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述VGA視頻分配器的輸出 源設(shè)置為所述調(diào)試電腦主機(jī)，所述電腦顯示器顯示所述調(diào)試電腦主機(jī)的畫面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述VGA視頻分配器的輸出源 設(shè)置為所述嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，所述電腦顯示器顯示所述嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備上的視頻或圖片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括動(dòng)態(tài)存儲RAM、靜態(tài)存儲FLASH、以太網(wǎng)接口，還包括電源時(shí)鐘模塊；SD總線處理模塊；人機(jī)接口模塊；多媒體處理器連接至所述SD總線處理模塊、所述動(dòng)態(tài)存儲RAM與所述靜態(tài)存儲FLASH；編解碼處理模塊通過數(shù)字音視頻接口連接至多媒體處理器；視頻傳輸轉(zhuǎn)換模塊通過數(shù)字視頻接口連接至編解碼處理模塊。本實(shí)用新型還公開了一種嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。本實(shí)用新型所公開的嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備與系統(tǒng)，通過普通電腦顯示器來觀看嵌入式實(shí)驗(yàn)設(shè)備的視頻和圖像輸出效果，既降低系統(tǒng)的成本，又可以提高視頻和圖像的觀看效果。
文檔編號G09B19/00GK201741303SQ20102018448
公開日2011年2月9日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者盛春明, 趙玉林 申請人:趙玉林