摘要： 介紹一款基于Android系統(tǒng)的家庭游戲主機(jī)，使用嵌入式ARM硬件平臺(tái)開發(fā)，是匯集運(yùn)動(dòng)健身、體感互動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)資訊、數(shù)字信息服務(wù)、電子商務(wù)等功能于一身的家庭體感娛樂(lè)平臺(tái)。硬件方面使用TI公司的OMAP3515處理器；軟件方面設(shè)計(jì)了方便移植的平臺(tái)軟件SDK;操控方面使用基于2.4G的無(wú)線體感手柄；顯示方面選擇家庭電視機(jī)作為顯示終端。

　　引言

　　本文基于TI公司的OMAP3515開源平臺(tái)設(shè)計(jì)了一款客廳游戲主機(jī)，開源軟件平臺(tái)使用Linux系統(tǒng)，獨(dú)立移植了更流行、界面更友好的Android系統(tǒng)，開發(fā)了平臺(tái)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(tái)使用，主機(jī)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(lè)平臺(tái)如圖1所示。

圖1 家庭體感娛樂(lè)平臺(tái)

　　1 客廳游戲主機(jī)

　　客廳游戲主機(jī)基于TI公司的OMAP3515開源平臺(tái)設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)、HDMI驅(qū)動(dòng)、音頻驅(qū)動(dòng)、顯示驅(qū)動(dòng)、NAND Flash驅(qū)動(dòng)、USB驅(qū)動(dòng)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(dòng)芯片。

　　Linux系統(tǒng)和Android系統(tǒng)使用相同的引導(dǎo)程序xloader、uboot,設(shè)計(jì)不同的kernel和文件系統(tǒng)，修改不同的啟動(dòng)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(tái)設(shè)備，主要有兩種方法：一種是在使用的內(nèi)核里打Android補(bǔ)丁，補(bǔ)丁量比較大，出錯(cuò)的機(jī)會(huì)也大，移植時(shí)間也會(huì)很長(zhǎng)；另一種是使用開源的Android系統(tǒng)，將平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)和配置等打補(bǔ)丁，添加到Android系統(tǒng)中，本文采用了這種方法。

　　1.1 Android源碼和建立編譯環(huán)境

　　主機(jī)系統(tǒng)： Linux Fedora 10.

　?。?） Android源碼

　　$ yum install gitcore

　　$ curl https://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(huán)境

　?、?準(zhǔn)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(duì)于Fedora 10使用如下命令：

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

　　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(jī)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

　　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

　?、?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https://code.google.com/p/rowboat/wiki/Source網(wǎng)站，參考說(shuō)明2.6.29 kernel和omap3evmdonut20091222.tar.bz2 文件系統(tǒng)。

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

　?、?修改uboot的啟動(dòng)參數(shù)：

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

　?、?把平臺(tái)上在TI OMAP3EVM中修改的內(nèi)容打補(bǔ)丁，移植到步驟①的內(nèi)核中，重點(diǎn)是針對(duì)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)和顯示部分。

　　④ 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(dòng)Android系統(tǒng)。

　　⑤ 啟動(dòng)后首先出現(xiàn)機(jī)器人LOGO,然后出現(xiàn)"android"字體LOGO,出現(xiàn)Android主界面。

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

　　1.3 主機(jī)框架

　　主機(jī)框架如圖2所示。

　　1.4 主機(jī)驅(qū)動(dòng)

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

　　1.4.1 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)

　　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(duì)硬件原理圖修改初始化I/O口、 IRQ口，根據(jù)OMAP3530手冊(cè)的寄存器描述調(diào)整配置，完成網(wǎng)卡ID號(hào)識(shí)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(rèn)網(wǎng)卡訪問(wèn)基址為0x18000000（gpmc_cs3的基址），這個(gè)是物理地址，總線位寬為16,中斷引腳為GPMC_IRQ（對(duì)應(yīng)OMAP3530的GPIO65），增加LAN9220平臺(tái)設(shè)備，配置內(nèi)核將LAN9220靜態(tài)編譯進(jìn)內(nèi)核。

　　1.4.2 HDMI驅(qū)動(dòng)

　　HDMI驅(qū)動(dòng)包括平臺(tái)設(shè)備注冊(cè)和中斷、熱插拔初始化、HDMI音頻設(shè)備注冊(cè)和初始化、視頻分辨率設(shè)置和初始化，參考AD9889B_AD9389B Programmers Guide.pdf和EIA/CEA861B標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.4.3 音頻驅(qū)動(dòng)

　　uboot中對(duì)音頻的輸出設(shè)置：

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

　　根據(jù)芯片手冊(cè)設(shè)置為低位0x10對(duì)應(yīng)的音頻采樣頻率fs為44.1 kHz,128fs;低位0x07對(duì)應(yīng)的音頻采樣頻率fs為44.1 kHz,256fs.

　　計(jì)算方法為：

　　96 MHz/（16 + 1）=5.647 MHz

　　MCLK=44.1 kHz×128=5.644 8 MHz（誤差較?。?/FONT>