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，獨立移植了更流行、界面更友好的Android系統，開發了平臺軟件SDK,研發了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，也可以選擇Linux系統。Android系統也是基于開源Linux系統內核，所以設計網卡驅動、HDMI驅動、音頻驅動、顯示驅動、NAND Flash驅動、USB驅動原理相同。硬件上，更換了網卡芯片、電源管理芯片、音頻解碼芯片、USB芯片和NAND Flash芯片，增加了HDMI驅動芯片。

Linux系統和Android系統使用相同的引導程序xloader、uboot,設計不同的kernel和文件系統，修改不同的啟動參數即可選擇Linux系統或Android系統。

移植Android系統到嵌入式Linux平臺設備，主要有兩種方法：一種是在使用的內核里打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，將平臺的驅動和配置等打補丁，添加到Android系統中，本文采用了這種方法。

1.1 下載Android源碼和建立編譯環境

主機系統： Linux Fedora 10.

（1） 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

（2） 建立編譯環境

① 準備需要的開發包：

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

② 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

④ 建立kernel:

$make ARCH=arm omap3_evm_android_defconfig

1.2 移植Android系統的主要流程

① 首先到http://code.google.com/p/rowboat/wiki/Source網站，參考說明下載2.6.29 kernel和omap3evmdonut20091222.tar.bz2 文件系統。

如果只下載TI OMAP3EVM 內核，可以使用git clone git://gitorious.org/rowboat/kernel.git.

② 修改uboot的啟動參數：

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

③ 把平臺上在TI OMAP3EVM中修改的內容打補丁，移植到步驟①下載的內核中，重點是針對平臺的驅動和顯示部分。

④ 拷貝修改后內核的uImage和文件系統到的SD卡中，從SD卡啟動Android系統。

⑤ 啟動后首先出現機器人LOGO,然后出現"android"字體LOGO,最后出現Android主界面。

⑥ 優化、修改啟動界面，如需要從NAND Flash啟動則修改相應的啟動參數和文件系統等。

1.3 主機框架

主機框架如圖2所示。

1.4 主機驅動

主機基于Android系統，驅動主要包括網卡驅動、HDMI驅動、音頻驅動、顯示驅動。

1.4.1 網卡驅動

網卡原理圖如圖3所示。

圖3 網卡原理圖

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

內核中修改支持LAN9220網卡： 從原理圖確認網卡訪問基址為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，配置內核將LAN9220靜態編譯進內核。

1.4.2 HDMI驅動

HDMI驅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 音頻驅動

uboot中對音頻的輸出設置：

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

根據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.

在內核中對HDMI音頻進行初始化，并修改音頻驅動。在函數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×channel數

=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 顯示驅動

DSS顯示驅動原理：

FB0→GFX→LCD,

FB1→VID1→LCD

復制GFX層到HDMI和TV,實現HDMI和TV的CVBS同時輸出相同視頻內容。

FB0→GFX→HDMI→HDMI→VID1→TV→TV

其中，FB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容

2.1 操控的手柄識別

Android系統識別體感手柄，需要確認內核配置：

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

平臺軟件SDK開發步驟：

① 編譯移植開源Gnash flash播放器到我們平臺上，實現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、優酷等網站FLV視頻。

◆ 運行速度快，內存消耗少。

結語

研發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,也同樣可以實現我們的家庭體感娛樂平臺。