摘要：討論了和欣嵌入式操作系統(tǒng)上數(shù)字電視0sD工具的開發(fā)，采用EZCOM技術(shù)構(gòu)建0SD中間件，設(shè)計實現(xiàn)了基于SDA55XX芯片的OSD開發(fā)工具，并以此芯片為例，重點介紹了數(shù)字電視OSD開發(fā)工具的設(shè)計思想、體系結(jié)構(gòu)以及基于此工具的OSD開發(fā)方法。 關(guān)鍵詞：嵌入式操作系統(tǒng) 數(shù)字電視0SD工具 數(shù)字電視服務(wù)的最大特點是除了支持傳統(tǒng)的音頻、視頻業(yè)務(wù)外，還提供了電視增值業(yè)務(wù)，如視頻點播、數(shù)據(jù)廣播、個性化交互電視、遠(yuǎn)程教育、Internet、三網(wǎng)合一、電視電子商務(wù)和日常信息綜合服務(wù)等。而所有電視增值業(yè)務(wù)，都是建立在強(qiáng)大的軟件開發(fā)能力上的。在諸多數(shù)字電視要素中，在屏顯示系統(tǒng)0SD（0n Screen Display）是貫穿整個數(shù)字電視應(yīng)用和增值業(yè)務(wù)的主線，所有的增值業(yè)務(wù)及數(shù)字電視控制都是通過0SD展現(xiàn)在用戶面前。因此，0SD開發(fā)是數(shù)字電視軟件開發(fā)中最關(guān)鍵的要素。 目前國內(nèi)普遍采用外國廠商提供的與芯片捆綁銷售的操作系統(tǒng)及在此系統(tǒng)上的OSD開發(fā)工具。受國外操作系統(tǒng)技術(shù)封閉的影響，國內(nèi)廠商將很難做剄自主開發(fā)，必須高度依賴國外廠商的技術(shù)支持。為了更好地發(fā)展我國的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)，一方面要采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的操作系統(tǒng)，另一方面還必須加快對數(shù)字電視軟件平臺相關(guān)技術(shù)的研究和開發(fā)。和欣嵌入式操作系統(tǒng)是863課題“網(wǎng)絡(luò)化嵌入式支撐技術(shù)”的研究成果．是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的操作系統(tǒng)。本課題是863課題“基于構(gòu)件、中間件技術(shù)的因特網(wǎng)操作系統(tǒng)及跨操作系統(tǒng)的構(gòu)件、中間件運行平臺”的一部分。因此，本文對基于和欣數(shù)字電視OSD軟件開發(fā)的研究，不僅具有重要的理論意義．還具有廣闊的應(yīng)用前景。 1 和欣嵌入式操作系統(tǒng)及其構(gòu)件技術(shù) 和欣嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)體系所包括的ezCOM構(gòu)件技術(shù)、構(gòu)件運行平臺技術(shù)以及開發(fā)應(yīng)用軟件所需的集成開發(fā)環(huán)境，是一個完整的面向構(gòu)件的應(yīng)用軟件開發(fā)平臺。 和欣是32位嵌入式操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)基于微內(nèi)核，具有多進(jìn)程、多線程、搶占式、基于線程的多優(yōu)先級任務(wù)調(diào)度等特性。它提供FAT兼容的文件系統(tǒng)，可以從軟盤、硬盤、Flash ROM啟動，也可以通過網(wǎng)絡(luò)啟動。系統(tǒng)體積小，速度快，適合網(wǎng)絡(luò)時代的絕大部分嵌入式信息設(shè)備。 和欣操作系統(tǒng)完全面向構(gòu)件技術(shù)，提供的功能模塊全部基于ezCOM構(gòu)件技術(shù)，因此是可拆卸的構(gòu)件。應(yīng)用系統(tǒng)可以按照需要剪裁組裝，或在運行時動態(tài)加載必要的構(gòu)件。 從傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的角度看，和欣操作系統(tǒng)可以看成是由微內(nèi)核、構(gòu)件支持模塊、系統(tǒng)服務(wù)器組成的。 2 SDA55xx芯片簡介 SDA55xx微控制器是Micronas公司出品的一款主要用于電視機(jī)控制以及提供圖形圖像顯示的電視芯片。SDA55xx不僅能夠提供解碼全球圖文電視系統(tǒng)WSrl’（World System Teletext）功能，同時支持解碼其他諸如視頻演放系統(tǒng)VPS（Video Programming System）、節(jié)目傳送控制PDC（Program Delivery Contro1）以及用于PAL-plus（歐洲新電視播出制式）播放的寬屏幕信令WSS（WideScteen Signalling）。SDA55xx的數(shù)據(jù)分割器以及顯示部分支持非常廣泛的電視制式，包括PAL、NTSC以及上面提到的VPS、WSS、PDC、TTX和隱蔽字幕數(shù)據(jù)（Closed Caption Data）。 3 DTV OSD工具的設(shè)計 3.1 設(shè)計思想 DTV OSD Developer是建立在DIV中間件平臺上的可視化開發(fā)工具，它根據(jù)數(shù)字電視軟件開發(fā)的特點，把界面設(shè)計中使用頻繁的對象封裝為控件，以方便用戶調(diào)用。在開發(fā)過程中所看到的用戶界面框架與程序運行時的界面基本相同，這就使軟件設(shè)計可以在脫離真機(jī)的情況下完成，而不必把大量的時問用于重復(fù)下載程序到芯片以及頻繁開機(jī)調(diào)試，從而提高軟件開發(fā)效率。 3．2 體系結(jié)構(gòu) 嵌入式操作系統(tǒng)和DTV軟件開發(fā)平臺中間件構(gòu)成了基于嵌入式操作系統(tǒng)的數(shù)字電視系統(tǒng)的開發(fā)運行環(huán)境。嵌入式實時操作系統(tǒng)及設(shè)備的上層應(yīng)用接口通過驅(qū)動程序控制相應(yīng)設(shè)備，并對中間件提供系統(tǒng)服務(wù)。在數(shù)字電視軟件系統(tǒng)中，DTV軟件平臺中間件基于操作系統(tǒng)為應(yīng)用軟件提供運行支持，同時對操作系統(tǒng)提供的設(shè)備控制接口進(jìn)行適當(dāng)封裝，由此形成的新接口解除了不同應(yīng)用提供商與不同的數(shù)字電視中特定的硬件和軟件細(xì)節(jié)問的高度藕合關(guān)系，從而實現(xiàn)了內(nèi)容只需創(chuàng)作一次即可在“任何”地方運行。 DTV軟件開發(fā)平臺采用立體層次結(jié)構(gòu)，作為系統(tǒng)構(gòu)件運行在操作系統(tǒng)中間件運行平臺上，由于構(gòu)件與外部應(yīng)用程序及操作系統(tǒng)的交互完全通過接口進(jìn)行，保證了構(gòu)件的實現(xiàn)細(xì)節(jié)不會影響到使用構(gòu)件的程序，使得它可以不斷根據(jù)功能需求和所支持應(yīng)用類型增加新的功能和要求。其層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。 3.3 基于SDA55xx的0SD開發(fā) 在基于SDA55xx的OSD開發(fā)中，由于開發(fā)資料只有Miemnas公司提供的關(guān)于SDA55xx的詳細(xì)DATASHEET及開發(fā)環(huán)境，包括一套Windows下的集成開發(fā)環(huán)境（WINIDEA）軟件和一套模擬器設(shè)備，所以所有的開發(fā)都從零開始。要開發(fā)基于SDA55xx的OSD系統(tǒng)，就必須熟悉DATASHEET，掌握其內(nèi)部特殊寄存器的功能、內(nèi)部XRAM的分配、DRCS的結(jié)構(gòu)以及構(gòu)造方法。根據(jù)這些情況，筆者將基于SDA55xx的OSD開發(fā)設(shè)計為以下流程： （1）OSD設(shè)計階段。主要進(jìn)行OSD界面設(shè)計，此時設(shè)計的OSD界面就是最終呈現(xiàn)給用戶的界面，所以對于美觀及實用要求很高；（2）模塊設(shè)計階段。根據(jù)OSD設(shè)計階段設(shè)計的OSD界面，分析其中包括的主要元素，然后將每個元素的繪制封裝成一個個模塊。此階段的主要任務(wù)是：明確風(fēng)格OSD界面中的元素，定義每個模塊的結(jié)構(gòu)等；（3）具體實現(xiàn)階段。這一階段主要實現(xiàn)每個模塊的繪制功能，其工作是分配XRAM、構(gòu)造DRCS及配置特殊寄存器。模塊繪制功能實現(xiàn)后，由主程序調(diào)用繪制模塊完成OSD菜單系統(tǒng)。圖2是基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)中OSD界面及模塊設(shè)計都很重要，但主要工作是最后的DRCS的構(gòu)造、XRAM的分配及特殊寄存器的賦值。 3．4 系統(tǒng)構(gòu)成 DTV Visual Developer主要由四個工作區(qū)組成： （1）OSD TreeView：是編輯菜單狀態(tài)的主要場所，菜單狀態(tài)采用樹狀結(jié)構(gòu)表示，父菜單與子菜單的關(guān)系通過父節(jié)點與子節(jié)點的關(guān)系模擬。 （2）Menu Designer：是用戶界面設(shè)計的工作區(qū)，在這里設(shè)計的用戶界面框架與程序運行時的圖形界面基本相同，它提供了添加、刪除以及調(diào)整控件形狀和位置的功能。 （3）nems Window：其中每一項都對應(yīng)于一個菜單的狀態(tài)，它包含了這個菜單狀態(tài)下的所有控件，無論該控件是可見或不可見的。 （4）Properties Window：可以編輯選中控件的各種屬性和行為。 此外，DTV Visual Developer還提供了諸如變量表、字符串表和顏色表等方便用戶使用的功能。同時，這個集成開發(fā)環(huán)境也是可配置的，例如控件的種類、每種控件的屬性以及程序中使用的字庫等都可以根據(jù)用戶的需要定制。這就保證了對開發(fā)工具的靈活性和適應(yīng)性的要求。 3．5 DTV OSD Developer的設(shè)計要點 在DTV OSD Developer中，所有菜單狀態(tài)均被抽象為OSD TreeView中的一個樹節(jié)點，每個狀態(tài)都對應(yīng)一個惟一編號。編號中除最后兩位外，其余每兩位代表一個菜單層次，如“01FFFFFF0l”表示這個程序中的菜單深度最大為四層，而最后兩位則表示此菜單狀態(tài)所對應(yīng)的通道，如01代表TV，02代表AV等。子菜單狀態(tài)標(biāo)號的前幾位應(yīng)與父菜單狀態(tài)標(biāo)號的相應(yīng)位一致，如菜單狀態(tài)“01FFFFFF01”的第一個子菜單編號應(yīng)該是“0100FFFF01”，這樣，當(dāng)程序在各菜單狀態(tài)中跳轉(zhuǎn)時可以方便地通過它們的狀態(tài)編號進(jìn)行調(diào)度。 每個菜單狀態(tài)都被封裝成為一個枚舉結(jié)構(gòu)，如TV通道下的主菜單狀態(tài)可由以下結(jié)構(gòu)表示： 主程序在查找一個菜單狀態(tài)時，可以通過狀態(tài)編號定位到一個數(shù)組結(jié)構(gòu)，根據(jù)此結(jié)構(gòu)找到對應(yīng)子狀態(tài)的內(nèi)存地址和子狀態(tài)數(shù)目。如TV通道下的主菜單數(shù)組結(jié)構(gòu)為： 4 基于DTV OSD Developer的數(shù)宇電視軟件開發(fā)方法 在使用可視化開發(fā)工具DTV OSD Developer的數(shù)字電視軟件開發(fā)過程中，所有的DTV應(yīng)用程序都將抽象成為控件集合+資源集合的模式，如圖3所示。 這種開發(fā)模式的應(yīng)用使得軟件功能的實現(xiàn)不再以各個功能模塊的實現(xiàn)為標(biāo)志，而是按照“創(chuàng)建用戶界面一設(shè)置控件對象的屬性一編寫事件響應(yīng)代碼”的流程進(jìn)行。這不僅極大地提高了軟件開發(fā)的效率，同時也使所開發(fā)的應(yīng)用程序邏輯性更強(qiáng)也更易于維護(hù)。 本文結(jié)合863課題“基于構(gòu)件、中間件技術(shù)的因特網(wǎng)操作系統(tǒng)及跨操作系統(tǒng)的構(gòu)件、中間件運行平臺”，在和欣嵌入式操作系統(tǒng)上，通過開發(fā)基于ezCOM的OSD中間件，最終形成OSD應(yīng)用程序、OSD中間件、和欣構(gòu)件運行平臺、和欣操作系統(tǒng)、硬件平臺這一五層系統(tǒng)架構(gòu)下的OSD開發(fā)方式，并且實現(xiàn)了一個完全構(gòu)件化的系統(tǒng)架構(gòu)。 采用OSD中問件系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，隔離了很多具體細(xì)節(jié)的實現(xiàn)，用簡單的方法定制具有特色的OSD軟件，從而在提高開發(fā)效率，減少開發(fā)成本的同時能夠跟上技術(shù)的發(fā)展，將應(yīng)用的開發(fā)變得更加便捷，使產(chǎn)品的開放性和可移植性更強(qiáng)。