数字机顶盒可视化开发工具的设计与实现

论文摘要

近年来数字电视的发展非常迅速。面对国内日益扩大的机顶盒市场,如何以最少的人力投入和最低的成本在最短的时间内快速开发出满足各种客户需求的机顶盒软件,是机顶盒软件开发商们占领国内市场所需解决的首要问题。在传统的机顶盒软件开发中,界面开发工作约占了整个软件开发工作的一半,研究并设计一套数字机顶盒可视化开发工具对机顶盒软件的低成本快速开发有重要意义。可视化开发工具两个最重要的特点是可视化和代码易移植。研究了采用中间件技术和采用传统分层结构的机顶盒软件体系结构,并在此基础上设计了易移植的机顶盒图形界面系统。以易移植图形界面系统为理论基础的可视化开发工具包括人机交互工具和中间层。中间层保证了可视化开发工具生成的代码易于移植,包括资源数据结构、操作系统抽象层、图形库和状态机引擎。机顶盒界面系统是事件驱动的软件系统,可视化开发工具的关键技术之一在于状态机引擎的设计。为节省存储空间机顶盒中多采用8位位图,为了保证可视化开发的“所见即所得”特点,256色调色板的构建是实现可视化开发的关键所在。代码编辑器和代码生成器也是可视化开发工具的关键部分。针对传统状态机实现上的缺点进行改进,设计了一个能和可视化开发工具很好地融合的状态机引擎。针对机顶盒图形用户界面系统的特点和人眼的视觉特性,设计了256色调色板的生成算法。在设计可视化开发工具关键数据结构的基础上,以flex和bison为基础构建了代码编辑器,最后解决了代码生成问题。使用可视化开发工具开发的图形界面系统在STi5162、STi7109和LSI2005等机顶盒平台上的测试结果和分析表明,界面显示效果良好,状态机运行情况正常,实现了基本的代码编辑和代码生成功能,实现了基本的可视化开发功能,生成的机顶盒图形界面代码易于移植。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景、目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 解决的主要问题
• 1.4 本文主要内容
• 2 相关的理论与技术研究
• 2.1 易移植的数字机顶盒图形界面系统研究
• 2.1.1 数字机顶盒软件的体系结构
• 2.1.2 机顶盒图形界面系统
• 2.1.3 易移植的图形界面系统结构
• 2.2 有限状态自动机
• 2.2.1 有限状态自动机的基本原理
• 2.2.2 有限状态自动机的应用
• 2.2.3 典型系统状态机的设计、实现与缺点分析
• 2.3 本章小结
• 3 可视化开发工具的需求分析与总体设计
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 系统功能性需求
• 3.1.2 系统运行平台
• 3.2 系统的体系结构设计
• 3.3 中间层的设计
• 3.4 人机交互工具的设计
• 3.4.1 模块划分
• 3.4.2 运行界面
• 3.4.3 数据处理流程
• 3.5 关键技术与难点分析
• 3.6 本章小结
• 4 中间层的研究与实现
• 4.1 资源数据结构
• 4.2 操作系统抽象层与状态机消息函数
• 4.3 图形库
• 4.4 系统状态机引擎
• 4.4.1 数字电视机顶盒中的系统状态机
• 4.4.2 数字电视机顶盒软件系统状态机的设计
• 4.5 本章小结
• 5 人机交互工具关键模块的研究与实现
• 5.1 关键数据结构
• 5.1.1 资源、界面、状态机类
• 5.1.2 控件类
• 5.1.3 ID 管理类
• 5.1.4 工程类
• 5.2 256 色调色板问题
• 5.2.1 设备无关位图的结构
• 5.2.2 256 色调色板的生成算法
• 5.2.3 系统256 色调色板的指定
• 5.2.4 256 色调色板的使用
• 5.3 代码编辑器
• 5.3.1 需要用户添加的代码
• 5.3.2 代码编辑器的设计思想
• 5.3.3 代码语法树
• 5.3.4 语法分析器
• 5.4 代码生成器
• 5.4.1 资源代码的变量命名规则
• 5.4.2 位图源代码的生成
• 5.4.3 界面模块源代码的生成
• 5.4.4 状态机源代码的生成
• 5.5 本章小结
• 6 系统测试与分析
• 6.1 测试目标
• 6.2 多平台交叉测试
• 6.3 测试结果与分析
• 6.4 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 本课题主要完成的内容和新见解
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献