面向集成数字电视平台的嵌入式图形库的移植与优化

论文摘要

数字电视是电视技术、通信技术、和计算机技术的跨学科综合产物,被称为中国21世纪前景最广阔的产业之一。在数字电视系统中,数字电视中间件技术是关键技术之一。数字电视中间件是位于应用程序和操作系统之间的一种系统软件。我们通过定义一组支持数字电视应用功能的标准程序接口,使应用程序具有与底层硬件平台无关的特点,使众多节目提供商在不考虑硬件环境的情况下开发数字电视的交互式应用,大大降低开发成本。目前,数字电视受到越来越多的国内外厂家的关注,国外对数字电视中间件系统的研究己经取得了一定的进展,而国内的研究才刚刚起步。因此,研究和开发具有自主知识产权的数字电视中间件平台具有重要的理论意义和广泛的应用价值。本文以“数字电视中间件设计”为背景,主要针对其中的Java支撑平台部分做了深入的研究。本文首先简要介绍了Java平台在数字电视中间件模型中的地位和作用,其次,研究了Java的体系结构,重点分析了Java AWT部分的实现机制,并以此为基础,提出了基于DirectFB图形库的AWT实现方案。论文详细的阐述了项目研究的全过程,依次包括课题的提出、分析、设计、编码、测试以及最后的实现等。其中主要的研究内容及成果有:1.对当前国际上现有的中间件标准进行比较,着重深入分析了欧洲数字电视中间件标准DVB-MHP的体系结构、构成特点、交互模型。2.深入研究了Java的体系结构,重点分析了Java API的组成结构以及Java虚拟机的实现,这是本项目研究的基础内容。深入分析了J2ME、CVM的体系结构、程序接口包及其各部分功能。针对Sun公司提供的J2ME的个人基本简表（PBP）的层次结构,提出更为实用的类库裁剪方案。3.详细分析Java GUI程序设计中的重要部分-AWT。在对Java AWT的体系结构进行分析的基础上,提出了基于Direct FB图形库的AWT实现方案。该方案采用Frame Buffer实现方式,既充分利用了底层图形库中的资源,同时还可以提高效率。4.最后通过研究数字电视中间件模型,实现了将CVM AWT移植到DirectFB图形库之上,并针对嵌入式平台的需要,对CVM进行适当的裁减。通过对DirectFB的研究与优化,为DirectFB在数字电视中间件的开发与移植提供了重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 数字电视的中间件技术标准
• 1.2.1 美国ATSC 提出的DASE 标准
• 1.2.2 欧洲DVB 的多媒体家用平台 MHP 标准
• 1.2.3 MHP 存在的问题
• 1.2.4 中国的数字电视标准
• 1.3 本文主要的工作
• 2 J2ME 构架及其应用
• 2.1 JAVA 语言与体系结构
• 2.1.1 Java 程序设计语言
• 2.1.2 Java 应用编程接口（API）
• 2.1.3 Java 虚拟机运行原理
• 2.2 J2ME 结构
• 2.2.1 J2ME 配置
• 2.2.2 J2ME 简表（Profile）
• 2.3 CVM 运行机理
• 2.3.1 CVM 的动态链接
• 2.3.2 JNI 的定义和功能
• 2.4 小结
• 3 数字电视开发平台
• 3.1 DTV100 数字电视开发平台
• 3.1.1 STD2000 芯片的功能介绍
• 3.1.2 STD2000 芯片的开发平台介绍
• 3.2 嵌入式操作系统
• 3.2.1 嵌入式操作系统的特点
• 3.2.2 OS21 操作系统在STD2000 平台移植
• 3.3 CVM 的移植
• 3.3.1 CVM 的选型
• 3.3.2 CVM 在STD2000 平台上的移植
• 3.4 小结
• 4 DIRECTFB 图形库的移植
• 4.1 嵌入式图形库
• 4.2 常见的嵌入式图形库
• 4.3 DIRECTFB 图形库
• 4.3.1 DirectFB 图形库的特点及优势
• 4.3.2 帧缓存设备的作用原理
• 4.4 DIRECTFB 图形库的移植
• 4.4.1 DirectFB 的移植以及系统的配置
• 4.4.2 DirectFB 的优化
• 4.4.3 DirectFB 的性能测试
• 4.5 功能测试
• 4.5.1 图像测试
• 4.5.2 线段绘制测试
• 4.5.3 字体显示测试
• 4.6 小结
• 5 AWT 的移植与优化
• 5.1 AWT 的移植
• 5.1.1 AWT 组件
• 5.1.2 AWT 移植到DirectFB 图形库的实现
• 5.1.3 AWT 的优化
• 5.2 基于AWT 调用的DIRECTFB 图形库性能优化
• 5.3 FLIP 方式的优化
• 5.3.1 优化前后的图像显示模型
• 5.3.2 优化前后的线段绘制模型
• 5.3.3 优化前后代码示例
• 5.4 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文研究工作的总结
• 6.1.1 研究工作的主要内容
• 6.1.2 技术特点与以后的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要发表的学术论文目录
• 上海交通大学学位论文答辩决议书