Pegasus – оптимальное решение для цифровых рекламных дисплеев (Digital Signage)

Заказчик

Российская компания, разработчик цифровых рекламных дисплеев, информационных мониторов и других устройств Digital Signage.

Задача

Заказчик разработал инновационную платформу Pegasus для цифровых рекламных дисплеев и информационных мониторов. Требовалось обеспечить в операционной системе Linux полную поддержку всего набора микросхем и интерфейсов, установленных на плате Pegasus, а также внешних подключаемых модулей. Также необходимо было разработать встраиваемый дистрибутив Linux с набором приложений, демонстрирующих аппаратные возможности платформы.

Аппаратное обеспечение

Платформа Pegasus построена на базе процессора Samsung S3C6410, имеет 128 МБ оперативной памяти и 128 МБ NAND флеш-памяти. На платформе размещены совмещенный WiFi/Bluetooth-модуль, аудиокодек, предусмотрен разъем для подключения GSM/GPRS-модема. Возможно подключение дисплея с LVDS- либо RGB-интерфейсом с сенсорной панелью. Есть разъемы для подключения SD/MMC-карт, microSD, SIM-карты, USB-устройств, двух VGA-камер. Также на плате размещены два акселерометра и модуль NFC (RFID).

В основе платформы Pegasus – мобильный процессор Samsung S3C6410, за счет которого обеспечивается поддержка всего набора периферии и воспроизведение видеоконтента. S3C6410 был разработан специально для мобильных устройств с широкими мультимедийными возможностями и пониженным энергопотреблением. Он построен на 32-битном ядре ARM1176 и обладает встроенным мультиформатным кодеком (Multi-Format Codec).

Оперативная память – 2х512 Мб модуля 16-бит mobile-DDR, подключенных к процессору через 32-битный интерфейс с помощью встроенного контроллера памяти DRAM.

Память программ – 1 Гб модуль NAND-флеш, подключенный к процессору через 8-битный мультиплексированный интерфейс с помощью контроллера памяти NAND.

Аудио кодек WM8753 подключается к процессору по интерфейсу I2S, обеспечивает воспроизведение стереоаудиоконтента и подключение микрофона. За счет организации связи с GSM-модулем по интерфейсу PCM может быть обеспечена возможность организации голосовой связи.

Видеоинформация с контроллера дисплея процессора преобразуется из RGB-интерфейса в LVDS посредством SN75LVDS83-преобразователя и передается LCD-дисплею со встроенным контроллером LVDS.

Предусмотрено подключение сенсорной панели к контроллеру Touch screen процессора через четыре аналоговых входа.

Совмещенный WiFi/Bluetooth-модуль Murata SP-W8ME2 подключается к процессору с помощью интерфейсов SDIO и UART и обеспечивает следующие интерфейсы связи: 802.11 b/g + Bluetooth 2.1 + EDR.

GSM/GPRS-модемы в модульном исполнении (Wavecom Q2687, AnyDATA DTM-500A, AnyDATA DTP-601W) подключаются к процессору через UART- и USB-интерфейс. Могут обеспечивать голосовую связь с помощью микрофона при подключении к аудиокодеку.

На плате установлены: Ethernet-контроллер CS8900A, два акселерометра BMA150 с SPI-интерфейсом, 2 порта USB, SD- и microSD-коннекторы, модуль Microread NFC.

Микросхема управления питанием LTC3555 обеспечивает питание от USB, а также обеспечивает подключение батарейного питания с функцией зарядки.

Программная платформа

Заказчику требовалась быстро конфигурируемая программная платформа с возможностью установки дополнительного программного обеспечения на уже функционирующие рекламные дисплеи на объектах. В качестве такой Linux-системы была выбрана OpenEmbedded – сборочная система и дистрибутив для встраиваемых решений на базе Linux. OpenEmbedded обладает рядом преимуществ:

• широкий спектр поддерживаемых архитектур процессоров;
• ориентация на встраиваемые применения;
• поддержка пакетной системы (opkg);
• централизованное управление сборкой и конфигурацией;
• большое количество поддерживаемого ПО (более 1500 пакетов);
• большое сообщество разработчиков;
• поддержка набора различных дистрибутивов Linux;
• лёгкое расширение и доработка под разные цели;
• возможность создания пакета для разработки (SDK);
• возможность работы разработчика на любом дистрибутиве Linux.

Базовым дистрибутивом Embedded Linux был выбран Angstrom-2008.1, предоставляемый сборочной системой OpenEmbedded и имеющий следующие достоинства:

• поддержка пакетной системы (opkg);
• готовый набор загрузочных скриптов;
• оптимальная комплектация устанавливаемого ПО;
• стабильность устанавливаемого ПО.

В качестве ядра Linux была использована версия 2.6.31-rc4 с многочисленными доработками поддержки процессора S3C6410 и мультимедийной периферии.

Решение

В ходе выполнения проекта была обеспечена поддержка всего набора микросхем и интерфейсов, установленного на плате Pegasus, а также поддержка внешних подключаемых модулей.

В частности был выполнен следующий объем работ:

• создана сборочная система на базе OpenEmbedded;
• доработан драйвер USB Host, USB OTG;
• доработан драйвер шины SPI;
• разработан драйвер акселерометра BMA150;
• разработана универсальная система обновления прошивки для решений Digital Signage, устойчивая к сбоям и отключению питания;
• доработаны видеодрайверы для поддержки режимов высокого разрешения;
• доработан медиапроигрыватель MPlayer c поддержкой декодирования видео MPEG4/H.264 при помощи встроенного мультиформатного кодека;
• разработаны драйверы управления питанием для микросхем LTC3555 и DS2745;
• создан универсальный дистрибутив на базе Angstrom-2008.1 с автоматической настройкой следующих подсистем: WiFi, WiMax, CDMA, GPRS, SD, Ethernet, Bluetooth;
• осуществлен переход с ядра версии 2.6.21 на 2.6.31;
• создан пакет разработки (Software Development Kit) для сторонних разработчиков уровня приложений систем Digital Signage;
• реализован набор приложений, демонстрирующих возможности аппаратной платформы;
• реализована поддержка внешнего CDMA/EVDO-модема;
• реализована поддержка внешнего GSM/GPRS/EDGE-модема;
• реализована поддержка внешнего WiMax-модуля;
• реализована поддержка двух видеокамер на внешнем модуле.

Скачать PDF - 309Kb