| 摘要 分析嵌入式操作系統(tǒng)下典型的圖形用戶界面MiniGUI的結構和特點,并提出將其移植到SUNPLUS的DVD720上的方案。 關鍵詞 圖形用戶界面(GUI) 嵌入式系統(tǒng) Frame Buffer 1 嵌入式Linux下的GUI概況 1.1 GUI在嵌入式系統(tǒng)中的地位 隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用,PDA、機頂盒、DVD/VCD播放機及WAP手機已經(jīng)迅速普及。圖形用戶界面（GUI）的廣泛流行,是當今計算機技術的重大成就之一。它極大地方便了非專業(yè)用戶的使用,因此實時嵌入式系統(tǒng)對GUI的需求越來越明顯,而這一切均要求有一個高性能、高可靠的GUI 的支持。 由于嵌入式系統(tǒng)實時性要求非常高,對GUI的要求也更高。這些系統(tǒng)一般不希望建立在龐大累贅的、非常消耗系統(tǒng)資源的操作系統(tǒng)和GUI之上,比如Windows或X Window,太過龐大和臃腫。這樣,這些系統(tǒng)對輕型GUI的需求更加突出。另外嵌入式系統(tǒng)往往是一種定制設備,它們對GUI的需求也各不相同。有些系統(tǒng)只要求一些圖形功能,而有些系統(tǒng)要求完備的GUI支持,因此,GUI也必須是可定制的。嵌入式系統(tǒng)對GUI的基本要求包括輕型、占用資源少、高性能、高可靠性及可配置[1]。 1.2 目前嵌入式系統(tǒng)中GUI的實現(xiàn) 盡管實時嵌入式系統(tǒng)對GUI的需求越來越明顯,但目前GUI的實現(xiàn)方法各有不同[1]： �、� 某些大型廠商有能力自己開發(fā)滿足自身需要的GUI系統(tǒng)。 ② 某些廠商沒有將GUI作為一個軟件層從應用程序中剝離,GUI的支持邏輯由應用程序自己來負責。 �、� 采用某些比較成熟的GUI系統(tǒng),比如 Mini GUI、MicroWindows 或者其它GUI系統(tǒng)。 比較常用的有如下幾種GUI系統(tǒng)：緊縮的X Window 系統(tǒng)、MiniGUI、MicroWindows、OpenGUI及QT/Embedded 等。下面簡單介紹這些系統(tǒng)。 �。�1） MiniGUI MiniGUI[2]由原清華大學教師魏永明先生開發(fā),是一種面向嵌入式系統(tǒng)或者實時系統(tǒng)的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。它主要運行于Linux控制臺,實際可以運行在任何一種具有POSIX線程支持的 POSIX兼容系統(tǒng)上。MiniGUI同時也是國內最早出現(xiàn)的幾個自由軟件項目之一。稍后將對它作詳細的介紹。 �。�2） MicroWindows MicroWindows[3]是一個著名的開放源碼的嵌入式GUI軟件。MicroWindows提供了現(xiàn)代圖形窗口系統(tǒng)的一些特性。MicroWindows API接口支持類Win32 API,接口試圖和Win32完全兼容。它還實現(xiàn)了一些Win32用戶模塊功能。MicroWindows采用分層設計方法,以便不同的層面能夠在需要的時候改寫,基本上用 C 語言實現(xiàn)。MicroWindows已經(jīng)支持 Intel 16位和32位CPU、MIPS R4000 以及 ARM 芯片;但作為一個窗口系統(tǒng),該項目提供的窗口處理功能還需要進一步完善,比如控件或構件的實現(xiàn)還很不完備,鍵盤和鼠標等的驅動還很不完善。 （3） OpenGUI OpenGUI[4]在Linux系統(tǒng)上存在已經(jīng)很長時間了。這個庫是用C++編寫的,只提供C++接口。OpenGUI基于一個用匯編實現(xiàn)的x86圖形內核,提供了一個高層的C/C++圖形/窗口接口。OpenGUI提供了二維繪圖原語、消息驅動的API及BMP文件格式支持。OpenGUI功能強大,使用方便。OpenGUI 支持鼠標和鍵盤的事件,在Linux上基于Frame buffer或者SVGALib實現(xiàn)繪圖。由于其基于匯編實現(xiàn)的內核并利用MMX指令進行了優(yōu)化,OpenGUI運行速度非�？�。正由于其內核用匯編實現(xiàn),可移植性受到了影響。通常在驅動程序一級,性能和可移植性是矛盾的,必須找到一個折衷。 （4） QT/Embedded QT/Embedded[5]是著名的QT庫開發(fā)商Trolltech 的面向嵌入式系統(tǒng)的QT版本。這個版本的主要特點是可移植性較好,許多基于QT的X Window程序可以非常方便地移植到嵌入式系統(tǒng);但是該系統(tǒng)不是開放源碼的,如果使用這個庫,可能需要支付昂貴的授權費用。 2 MiniGUI的特點和體系結構 2.1 MiniGUI的特點 MiniGUI的主要特點有[1]： ◇ 遵循GPL條款的純自由軟件。
◇ 提供了完備的多窗口機制,包括：
多個單獨線程中運行的多窗口;
單個線程中主窗口的附屬;
對話框和預定義的控件類（按鈕、單行和多行編輯框、列表框、進度條及工具欄等）;
消息傳遞機制。
◇ 多字符集和多字體支持,目前支持 ISO8859-1、GB2312及Big5 等字符集,并且支持各種光柵字體和 TrueType、Type 1 等矢量字體。
◇ 全拼和五筆等漢字輸入法支持。
◇ BMP、GIF、JPEG及PCX 等常見圖像文件的支持。
◇ Windows的資源文件支持,如位圖、圖標、光標、插入符、定時器及加速鍵等。
◇ 小巧。包含全部功能的庫文件大小為300 KB左右。
◇ 可配置�？筛鶕�(jù)項目需求進行定制配置和編譯。
◇ 高穩(wěn)定性和高性能。MiniGUI已經(jīng)在Linux發(fā)行版安裝程序、CNC系統(tǒng)及藍點嵌入式系統(tǒng)等關鍵應用程序中得到了實際應用。
◇ 可移植性好。目前,MiniGUI可以在X Window 和Linux控制臺上運行。中科院EEOS開發(fā)組已經(jīng)成功地將MiniGUI移植到了他們的POSIX兼容系統(tǒng)上。藍點軟件（北京）研發(fā)中心也已經(jīng)成功地將 MiniGUI移植到了兩款基于StrongARM的嵌入式系統(tǒng)上。 2.2 MiniGUI的體系結構 從整體結構上看,MiniGUI是分層設計的,層次結構如圖1所示。在最底層,GAL和IAL提供底層圖形接口以及鼠標和鍵盤的驅動;中間層是MiniGUI 的核心層,包括窗口系統(tǒng)必不可少的各個模塊;最頂層是API,即編程接口。GAL和IAL為 MiniGUI提供了底層的Linux控制臺或者X Window 上的圖形接口以及輸入接口,而Pthread用于提供內核級線程支持的C函數(shù)庫。
利用GAL和IAL,大大提高了MiniGUI的可移植性,并且使程序的開發(fā)和調試變得更加容易�？梢栽赬 Window上開發(fā)和調試自己的MiniGUI程序,通過重新編譯就可以讓MiniGUI應用程序運行在特殊的嵌入式硬件平臺上。 |
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