基于Android電視機(jī)系統(tǒng)的Driverbase中間件框架設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

摘 要：本文介紹了傳統(tǒng)Android電視機(jī)系統(tǒng)的狀況，分析了基于Android系統(tǒng)電視機(jī)開發(fā)遇到的問題，提出了Driverbase中間件框架設(shè)計(jì)，并在Mstar、Hisi、Realtek等主流電視機(jī)Android系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)開發(fā)，大大提高了Android電視機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)效率。

關(guān)鍵詞：Android；Driverbase；HAL；Plugin

Android操作系統(tǒng)是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，其主要優(yōu)勢(shì)就是Android平臺(tái)的開放性。Android平臺(tái)顯著的開放性，對(duì)于任何終端廠商、芯片廠商都可以加入到Android聯(lián)盟中來；對(duì)于成千上萬的軟件開發(fā)者，比較容易地研發(fā)各種程序應(yīng)用，創(chuàng)造海量的應(yīng)用內(nèi)容。隨著用戶和應(yīng)用的日益豐富，一個(gè)嶄新的平臺(tái)也將很快走向成熟。

1 傳統(tǒng)的Android電視機(jī)系統(tǒng)框架

自從2012年Android系統(tǒng)已入電視機(jī)領(lǐng)域，各家方案公司Mstar、Hisi、Realtek、Novatek、Amlogic等都結(jié)合自己的SOC，在Android系統(tǒng)上定制了各自獨(dú)立的平臺(tái)框架（包含中間件框架層），其中引導(dǎo)層、內(nèi)核驅(qū)動(dòng)層、平臺(tái)框架層都是由方案公司直接提供，只有系統(tǒng)應(yīng)用層的電視機(jī)應(yīng)用是由電視機(jī)廠商來開發(fā)。其整體系統(tǒng)框圖如下：

2 基于Driverbase的Android電視機(jī)系統(tǒng)框架

傳統(tǒng)Android電視機(jī)框架在剛剛介入電視機(jī)領(lǐng)域發(fā)揮很大的作用。一方面，電視機(jī)方案公司提供完整的中間層接口供應(yīng)用使用，包括圖像設(shè)置、聲音設(shè)置、通道管理等等；另一方面，由于Android的開放性，各家電視機(jī)廠商，可以很方便的按照公司規(guī)劃開發(fā)各類電視機(jī)應(yīng)用。大大加快了Android系統(tǒng)在電視機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展。

隨著Android系統(tǒng)在電視機(jī)領(lǐng)域的深入，這種框架對(duì)于電視機(jī)生產(chǎn)廠商也表現(xiàn)出其局限性：電視機(jī)是一個(gè)和硬件高度耦合的產(chǎn)品，好多應(yīng)用功能都依賴于中間件邏輯，往往因?yàn)閷?shí)現(xiàn)一個(gè)功能，需要和方案公司商量實(shí)現(xiàn)方式，這樣就大大影響電視機(jī)應(yīng)用的上市時(shí)間。這種局限性在采用多個(gè)方案公司電視機(jī)廠商中尤為突出。

為電視機(jī)產(chǎn)品快速推入市場(chǎng)，本文結(jié)合上層應(yīng)用及各家方案公司的軟件平臺(tái)，提出Driverbase中間件軟件框架。Driverbase中間件通用于各家方案公司，所有和電視機(jī)應(yīng)用有關(guān)的功能邏輯都在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，對(duì)上提供統(tǒng)一的接口給上層應(yīng)用；對(duì)下，定義統(tǒng)一的原子hal接口給方案公司實(shí)現(xiàn)。由于是離散的原子接口，方案公司更加容易的開發(fā)，當(dāng)然應(yīng)用開發(fā)也更加方便了，Driverbase中間件的提出大大提高的產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度及市場(chǎng)投放時(shí)間。

3 Driverbase中間件整個(gè)系統(tǒng)框架

中間件是電視機(jī)系統(tǒng)區(qū)別于標(biāo)準(zhǔn)Android最重要的部分。Driverbase中間件是鏈接電視機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用層和方案公司底層平臺(tái)接口的中間邏輯層；包含了圖像、聲音、PQ、AQ、ATV和DTV等等的所有邏輯處理。不同方案采用統(tǒng)一的中間件模塊系統(tǒng)，將平臺(tái)差異進(jìn)一步下探到平臺(tái)driver級(jí)別，實(shí)現(xiàn)了中間層邏輯的統(tǒng)一，更加有利于平臺(tái)的擴(kuò)展，從而提高產(chǎn)品開發(fā)周期。其整體框架圖如下：

整個(gè)Driverbase中間件層從上之下分為5層：

3.1 Plugin層

根據(jù)酷開系統(tǒng)應(yīng)用底層需求，Plugin層分成了FactoryPlugin、TvPlugin、ConfigPlugin三部分來實(shí)現(xiàn)。

FactoryPlugin主要實(shí)現(xiàn)和工廠生產(chǎn)有關(guān)的功能。包括平臺(tái)基本信息顯示、圖像參數(shù)調(diào)試、聲音參數(shù)調(diào)試等等。

TvPlugin主要實(shí)現(xiàn)通道切換、ATV的搜臺(tái)換臺(tái)、DTV的搜臺(tái)換臺(tái)、ca菜單UI顯示等等功能接口。

ConfigPlugin主要實(shí)現(xiàn)圖像設(shè)置、聲音設(shè)置等等功能接口。

如以下表格所示：

3.2 中間件client端

中間件client端包含了15個(gè)基本模塊（Dtv頻道模塊、Vod模塊、EPG模塊、字幕模塊、CA模塊、ATV頻道管理、通道管理、HDMI模塊、PC模塊、Callback模塊、圖像模塊、聲音模塊、工廠模塊、3D模塊、系統(tǒng)模塊），和1個(gè)Dtv數(shù)據(jù)管理模塊。

Dtv頻道模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視搜臺(tái)、換臺(tái)等功能。

Vod模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視的點(diǎn)播功能。

EPG模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視的導(dǎo)航功能。

CA模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視的ca功能。

ATV頻道管理實(shí)現(xiàn)ATV的搜臺(tái)、換臺(tái)等功能。

通道管理實(shí)現(xiàn)ATV、dtv、av、hdmi、多媒體等等通道的切換管理。

HDMI模塊實(shí)現(xiàn)HDMI通道的edid、hdcpkey等等功能。

PC模塊實(shí)現(xiàn)PC通道的相位等等功能。

Callback模塊是一種軟件回調(diào)機(jī)制，主要是實(shí)時(shí)高效的把底層處理結(jié)果反饋到應(yīng)用層。

圖像模塊實(shí)現(xiàn)各個(gè)通道的圖像模式、圖像參數(shù)的獲取與調(diào)節(jié)。

聲音模塊實(shí)現(xiàn)各個(gè)通道的聲音模式、聲音參數(shù)的獲取與調(diào)節(jié)。

工廠模塊實(shí)現(xiàn)和工廠生產(chǎn)有關(guān)的功能。

3D模塊實(shí)現(xiàn)各個(gè)通道3D功能，包括2D裝3D、景深、上下模式、左右模式等等。

系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)一些特殊功能，包括待機(jī)、音量、Localdimming等等。

Dtv數(shù)據(jù)管理模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視頻道數(shù)據(jù)的保存及外部訪問接口。

3.3 中間件server端

中間件server端同client端包含了15個(gè)基本模塊（Dtv頻道模塊、Vod模塊、EPG模塊、字幕模塊、CA模塊、ATV頻道管理、通道管理、HDMI模塊、PC模塊、Callback模塊、圖像模塊、聲音模塊、工廠模塊、3D模塊、系統(tǒng)模塊），和skyDebug模塊、Driverbase數(shù)據(jù)管理模塊、DTV協(xié)議棧的具體實(shí)現(xiàn)。

skyDebug模塊實(shí)現(xiàn)目標(biāo)板上一些底層接口的串口命令調(diào)試。

Driverbase數(shù)據(jù)管理模塊實(shí)現(xiàn)Driverbase一些圖像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的FlashEEP的保存，并提供外部獲取設(shè)置接口。

DTV協(xié)議棧是數(shù)字電視最主要的部分，所有vod控制、ca模塊、epg模塊、字幕模塊、頻道模塊的數(shù)據(jù)都是來源于DTV協(xié)議棧。

3.4 底層接口層

Driverbase中間件的底層接口skyhal。Skyhdi是數(shù)字電視部分的接口，包括demod、demux、video decode、audio decode等等；skyhal是傳統(tǒng)電視機(jī)的接口，包含了tuner、聲音、圖像PQ、video、flasheep、uart等等。

3.5 平臺(tái)方案接口層

目前Driverbase2.0適配的平臺(tái)方案有：Mstar的Mi接口、Novatek的NTK接口、Realtek的RTK接口、Hisi平臺(tái)UNF接口。

4 總結(jié)

電視機(jī)廠商采用統(tǒng)一的Driverbase中間件方案，可以大大提高產(chǎn)品的開發(fā)效率。在一個(gè)方案公司開發(fā)的功能，可以很方便的移植到其他放公司；同時(shí)，Driverbase中間件的所有邏輯都由電視機(jī)廠商自主開發(fā)，有了更多的開發(fā)空間，能夠適應(yīng)公司產(chǎn)品的功能規(guī)劃的快速量產(chǎn)，有效的解決了產(chǎn)品的快市場(chǎng)導(dǎo)入，進(jìn)而滿足用戶的需求。

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作者簡(jiǎn)介： 代庚辛，中級(jí)工程師，研究方向：Android系統(tǒng)、電視機(jī)領(lǐng)域、顯示領(lǐng)域、智慧家庭。