來源：微計(jì)算機(jī)信息   作者：葉光豐 楊斌 洪艷偉

摘要：本文從Intel公司的IPP工具對(duì)基于特定處理器的音頻編解碼優(yōu)化方案出發(fā) ,簡要介紹IPP的嵌入式移植應(yīng)用與API編程規(guī)范以及優(yōu)化步驟.完成了在Intel XScale PXA255 PDA上,利用Linux下Qte/Qtopia GUI開發(fā)環(huán)境,通過IPP優(yōu)化,完成音頻解碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：IPP  Qte/Qtopia  GUI  PDA  API Linux

1前言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，形式多樣的數(shù)字化產(chǎn)品已經(jīng)開始成為繼PC機(jī)后的信息處理工具，在這種數(shù)字化潮流下，嵌入式系統(tǒng)已成為當(dāng)前研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。嵌入式手持設(shè)備的視音頻多媒體應(yīng)用也越來越廣泛.由于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用要求及成本因素決定了嵌入式系統(tǒng)在系統(tǒng)資源, 包括硬件資源和軟件資源方面都是非常精簡和高效的。因此通過IPP底層API函數(shù)實(shí)現(xiàn)針對(duì)特定處理器的特定關(guān)鍵算法進(jìn)行程序結(jié)構(gòu)重組和優(yōu)化，為嵌入式系統(tǒng)低功耗高代碼執(zhí)行效率提供一種很好的解決方案。

2 Intel IPP簡介

Intel集成高性能原件（Intel IPP）是一個(gè)交叉架構(gòu)的跨平臺(tái)軟件庫，提供了大量庫功能，用于多媒體，音頻編碼，視頻編碼,計(jì)算機(jī)視覺密碼系統(tǒng)以及此類處理的數(shù)學(xué)過程。通過一個(gè)跨多種架構(gòu)上的單一API，可以獲得平臺(tái)兼容性，減少開發(fā)成本。提升信號(hào)，影像，多媒體處理和矢量計(jì)算的執(zhí)行效率。

利用IPP優(yōu)化的步驟首先是程序結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)。由于IPP 提供的接口為固定接口，在原程序基礎(chǔ)上以IPP函數(shù)代替，這意味著需要額外添加變量和步驟，如果程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)將在相當(dāng)程度上抵消使用IPP而帶來的增益。為了避免這種情況，對(duì)于原來的程序結(jié)構(gòu)往往不能限于局部的調(diào)整，而要圍繞利用IPP提供的接口為核心，進(jìn)行較大規(guī)模的調(diào)整和安排。

3基于Linux的系統(tǒng)框架和集成開發(fā)環(huán)境的搭建

3.1開發(fā)平臺(tái)的搭建

由于嵌入式系統(tǒng)本身不具有軟件開發(fā)能力，采用PC+目標(biāo)機(jī)的開發(fā)方式，在運(yùn)行l(wèi)inux2.4.20內(nèi)核的PC機(jī)上為PXA 255板提供開發(fā)和交叉編譯環(huán)境。利用PXA 255板的FF串口作調(diào)試口與PC的串口相連，可方便地進(jìn)行調(diào)試工作，利用PXA255板的以太網(wǎng)接口和PC相連，建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連結(jié)，在PC上建立FTP服務(wù)器，將應(yīng)用程序及內(nèi)核等文件通過以太網(wǎng)接口傳到PXA255板上。

3.2交叉編譯環(huán)境的建立

要在PC上開發(fā)出能運(yùn)行在PXA255板上的程序，必須在PC上為其建立一個(gè)針對(duì)ARM芯片的交叉編譯環(huán)境，為此，將用到交叉編譯工具鏈，包括：交叉編譯工具arm-linux-gcc、二進(jìn)制文件處理工具arm-linux-binutils及鏈接和運(yùn)行庫arm-linux-blibc。

建立起交叉編譯環(huán)境后，就可以用此交叉編譯器為PXA255板編譯其內(nèi)核和應(yīng)用程序了。整個(gè)開發(fā)環(huán)境的結(jié)構(gòu)框圖如下：

圖(1) 開發(fā)環(huán)境的結(jié)構(gòu)框圖

3.3基于QT/Embedded庫的GUI開發(fā)環(huán)境的建立

為使在通用PC上編譯連接的程序能在目標(biāo)平臺(tái)PXA255板上運(yùn)行，必須在開發(fā)端PC上安裝正確的庫文件。QT/E安裝包只提供所有QT類和一些輔助工具的源文件，針對(duì)目標(biāo)平臺(tái)PXA255板，還需要為QT/E庫增加觸摸屏的庫文件，以使基于QT/E的應(yīng)用程序能正確的接收到觸摸屏事件。交叉編譯工具使用專門針對(duì)Xscale系列arm-linux-gcc來編譯。

為了提高程序開發(fā)的效率，可以為QT/E安裝一個(gè)生成Makefile的工具Tmake。用它來生成Makefile文件可以節(jié)省很多時(shí)間。在Makefile文件中增加QT/E庫的路徑及用于包含觸摸屏庫的參數(shù)（－lts）之后再make。這樣QT/E程序就被正確的編譯連接成為在PXA 255板上可執(zhí)行的文件了。

4 MP3音頻播放器圖形界面GUI設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本設(shè)計(jì)用QTE/QTopia作為應(yīng)用程序圖形界面GUI的類庫和桌面開發(fā)環(huán)境。Qt/Embedded是Trolltech公司開發(fā)的面向嵌入式系統(tǒng)的Qt版本。采用framebuffer作為底層圖形接口。Qt/Embedded類庫完全采用C++封裝。豐富的控件資源和較好的可移植性是Qt/Embedded最為優(yōu)秀的一方面，使用X下的開發(fā)工具Qt Designer可以直接開發(fā)基于Qt/Embedded的UI（用戶操作接口）界面。

   鑒于篇幅，本文只給出圖形界面的類定義和函數(shù)接口說明，其中封裝和移植IPP低層API操作的成員函數(shù)將在文章第5部分作出相應(yīng)的解釋和描述，播放器類在Qt中定義如下：

class MediaPlayer:public QWidget

{

    public:/*構(gòu)造函數(shù)初始化播放器各參數(shù)*/

MediaPlayer(QWidget *parent=0,const char *name=0