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正在嵌入式体系上的MiniGUI运用开辟历程详解-澳门葡京在线投注网址-澳门新葡京8455com

2018年12月26日 15:59 次浏览

为目的嵌入式产物挑选合适的嵌入式图形支持系统成为取挑选嵌入式操作系统一样颇具挑战性。外乡公司开辟的MiniGUI是一个高效、牢靠、可定制、玲珑天真的图形用户界面支持系统,并具有跨硬件平台、跨操作系统的可移植性,异常适合于及时嵌入式产物开辟。本文具体论述了MiniGUI的特性、运转形式和运用。

跟着高端消费类电子产品(PDA、手机等)的普遍运用,本来仅正在兵工、产业掌握等发域中运用的及时嵌入式操作系统,遭到愈来愈多的存眷。由于嵌入式产物自己是一种高度定制化的软硬件集成产物,单个操作系统没法知足各种嵌入式产物的多样化需求,因而,业界有很多各具特色的及时嵌入式操作系统产物可供挑选。

正在嵌入式产物开辟中,除操作系统以外,开发人员存眷最多的别的一个系统软件组件就是图形支持系统。只如果面向人机交互的嵌入式产物,便涉及到笔墨大概图形的输出题目。

不外,正在嵌入式体系上的GUI运用开辟,不像PC平台上的运用开辟那么轻易和轻易。一是由于装备的可用资本有限(运算才能、静态和静态存储空间等),二是由于操作系统供应的底层机制有限。如许,为具有差别硬件设置的嵌入式产物和各种及时嵌入式操作系统供应功用完备、且又合适嵌入式产物特性的GUI支持系统,存在着诸多手艺应战。

嵌入式操作系统的挑选

“内核接口+ANSI C库”的形式,是大多数嵌入式操作系统开辟接纳的编程形式。然则,这类形式借存在一些题目。若是我们要运用ANIS C库中的尺度I/O接口,则需求操作系统供应文件系统及字符输出的支撑;若是我们要运用ANSI C库中的内存管理函数(malloc/free函数族),便需求供应针对详细硬件的堆管理计划及实现代码。因而,一般皆设想为模块化的软件体系,需求什么样的功用,可背RTOS产物厂商购置对应的模块去实现。

正在嵌入式体系上的MiniGUI运用开辟历程详解

实际上,差别RTOS之间的区分,除正在义务管理上的核心区别以外,其他的重要区分便正在核心模块上。图1给出了RTOS的一样平常软件构造。

RTOS可分别为以下几个品种:

1.传统及时嵌入式操作系统。重要包孕:VxWorks、pSOS、Nucleus、WinCE等。VxWorks和pSOS的用户重要集中正在兵工、产业掌握及电信范畴,Nucleus和WinCE正在消耗类产品中运用较为普遍。

2.开放源码的嵌入式操作系统。典范代表有/uClinux、eCos。由于传统及时嵌入式操作系统价钱对照高贵,以是很多用户最先运用免受权费的Linux/uClinux等操作系统开辟本身的嵌入式产物。Linux操作系统从本质上属于通用操作系统,短少强及时支撑,因而嵌入式Linux正在某些不需要强及时性的嵌入式产物中得到了较多运用,典范的产物有智能手机(这类产物中的及时性重要经由过程公用硬件芯片包管)、查询终端等。uClinux是Linux的一个变种,重要运转正在没有内存管理单位(MMU)的CPU架构上。由于没有内存管理单位,uClinux没法实现当代操作系统可以或许供应的历程地点空间珍爱等初级特性,但它最大水平天保存了Linux的体系挪用功用,并且资本斲丧低,因而正在一些中低端的32位嵌入式产物中得到了运用。eCos也是一种开源、免受权费的RTOS产物。和Linux/uClinux比拟,它更相似传统的及时嵌入式操作系统,并且供应了雄厚的核心模块,如文件系统、TCP/IP接口模块、POSIX兼容接口模块等。凭据笔者的现实运用履历,eCos操作系统在一定程度上能够用来替换传统及时嵌入式操作系统。

3.新型及时嵌入式操作系统。重要包孕uC/OS-II、ThreadX等操作系统,它们的泛起,弥补了RTOS操作系统市场的中低端市场,给宽大嵌入式产物开发者供应了性价比较下的挑选。

4.当地及时嵌入式操作系统。远几年,中国也有厂商最先供应自立研发的及时嵌入式操作系统,典范的有Hopen和Delta操作系统。这些产物曾经正在消费类电子产品和兵工发域中得到了一些运用。

经由过程上面的引见能够看到,嵌入式操作系统市场中存在种种产物可供挑选。嵌入式产物的品种雄厚,需求多样,不太能够泛起相似PC那样由一个操作系统把持世界的状态。

嵌入式产物开辟中常用的图形解决方案

正在嵌入式产物的开辟历程中,软件开发人员一般接纳以下几种要领去处理产物的图形需求:

1.针对特定图形输出设备的接口,自行开辟图形相干的功用函数。应用这类手腕编写的顺序,没法将显现逻辑和数据处理逻辑分别开来,从而致使程序结构欠好,不便于调试,并致使大量的代码反复。这类计划的瑕玷很明显,便可移植性差,保护本钱下。

2.购置针对特定嵌入式操作系统的图形中间件软件包。一些嵌入式操作系统厂商,也为本身的操作系统专门开辟了对应的GUI中间件产物。如uC/OS-II上的uC/GUI、Nucleus上的GRAFIX包、VxWorks上的WindML包等等。这类计划为嵌入式产物开辟供应了间接可用的计划,而且可以或许和原有操作系统优越合营;但瑕玷是这类软件包的功用一般对照简朴,且价钱奋发。别的,基于这些软件包开辟的 GUI 应用软件不具有跨操作系统的可移植性。

3.接纳开放源码的嵌入式GUI支持系统。跟着嵌入式Linux操作系统的运用,开源社区也正在络续为嵌入式体系供应差别的开放源码嵌入式图形解决方案,如MicroWindows、OpenGUI,和新近泛起的coGUI等。这些开放源码的嵌入式GUI软件供应免受权费的解决方案。但是,因为短少贸易公司的支撑,这些软件一样平常存在较多的软件缺点,加上缺少有包管的技术支持,因而,存在着很大的开辟风险。

正在嵌入式体系上的MiniGUI运用开辟历程详解

4.运用由自力软件开发商供应的嵌入式GUI产物。这类产物有北京飞漫软件技术有限公司开辟的MiniGUI、挪威Trollch公司的Qt/Embedded等。这两种产物都是开源(遵照GNU的GPL条目公布)的嵌入式GUI软件产品,但均接纳单受权形式,即针对贸易运用收取软件允许用度。MiniGUI属于中低端产物,具有跨操作系统特性,和合适嵌入式产物的玲珑、高效的特性。Qt/Embedded属于高端产物,只支撑嵌入式Linux操作系统,需求16MB以上的静态存储空间及64MB以上的静态存储空间。

MiniGUI的特性及运用

MiniGUI作为中国为数不多的几个自由软件项目之一,是面向及时嵌入式体系的轻量级图形用户界面支持系统,1999岁首年月遵照GPL条目公布第一个版本,现在已发展到1.6.1版本。

MiniGUI为及时嵌入式操作系统供应了异常完美的图形及图形用户界面支撑。MiniGUI自己的可移植性设想,使得岂论正在哪个硬件平台、哪种操作系统上运转,MiniGUI均能为上层应用程序供应同等的应用程序编程接口(API)。

作为操作系统和应用程序之间的中间件,MiniGUI将底层操作系统及硬件平台差异隐蔽了起来,并对上层应用程序供应了同等的功用特性,这些功用特性包孕:

1.完备的多窗口机制和新闻通报机制。

2.常用的控件类,包孕静态文本框、按钮、单行和多止编纂框、列表框、组合框、进度条、属性页、工具栏、拖动条、树型控件、月历控件等。

3.对话框和新闻框支撑和别的GUI元素,包孕菜单、减速键、插入符、等。

4.界面皮肤支撑。用户可经由过程皮肤支撑得到表面异常华美的图形界面。

5.经由过程两种差别的内部软件构造支撑低端显现装备(如单色 LCD)和高端显现装备(如彩色显示器),前者玲珑天真,而后者正在前者的基础上供应了越发壮大的图形功用。

6.Windows的资本文件支撑,如位图、图标、光标等。

7.种种盛行图像文件的支撑,包孕JPEG、GIF、PNG、TGA、BMP等等。

8.多字符集和多字体支撑,现在支撑ISO8859-1~ISO8859-15、GB2312、GBK、GB18030、BIG5、EUC-JP、Shift-JIS、EUC-KR、UNICODE等字符集,支撑等宽点阵字体、变宽点阵字体、Qt/Embedded 运用的嵌入式字QPF、TrueType和Adobe Type1等矢量字体。

9.多种键盘结构的支撑。MiniGUI除支撑常见的美式PC键盘结构以外,借支撑法语、德语等语种的键盘结构。

10.简体中文(GB2312)输入法支撑,包孕内码、齐拼、智能拼音等。用户借能够从飞漫软件得到五笔、自然码等输入法支撑。

11.针对嵌入式体系的特别支撑,包孕一般性的I/O流操纵,字节序相干函数等。

与其它针对嵌入式产物的图形体系比拟,MiniGUI具有以下一些技术优势:

1).轻型、占用资本少

MiniGUI自己的占用空间异常小,以嵌入式Linux操作系统为例,MiniGUI的典范存储空间占用状况以下:

1.Linux内核: 300K~500K(由体系需求决意);

2.文件系统:500K~2MB(由体系需求决意);

3.MiniGUI支撑库:500K~700K(由编译选项肯定);

4.MiniGUI字体、位图等资本:400K(由应用程序肯定,可缩小到200K之内);

5.GB2312输入法码表:200K(不是必须的,由应用程序肯定);

6.应用程序:1M~2M(由体系决意)。

整体的体系占据空间应当正在 2MB到4MB阁下。正在某些体系上,功用完备的MiniGUI体系自己所占用的空间可进一步缩小到1MB之内。

最新的研发结果注解,MiniGUI可以或许正在CPU主频为30MHz,唯一4M 的体系上一般运转(运用uClinux 操作系统),那是别的图形体系,如MicroWindows大概Qt/Embedded所没法到达的。

2)下机能、下可靠性

MiniGUI优越的体系结构及优化的图形接口,可确保最快的图形绘制速度。正在设想之初便充裕思索到了及时嵌入式体系的特性,针对多窗口情况下的图形绘制展开了大量的研讨及开辟,优化了MiniGUI的图形绘制机能及资本占据。MiniGUI正在大量现实体系中的运用,特别正在产业控制系统的运用,证实 MiniGUI具有非常好的机能。

3) 可设置性

为知足嵌入式体系一成不变的需求,必需要求GUI体系是可设置的。和Linux内核相似,MiniGUI也实现了大量的编译设置选项,经由过程这些选项可指定MiniGUI库中包孕哪些功用而同时不包括哪些功用。大致说来,能够正在以下几个方面临MiniGUI停止定制设置:

1.指定MiniGUI要运转的操作系统;

2.指定天生基于线程的MiniGUI-Threads运转形式照样基于历程的MiniGUI-Lite运转形式,大概只是最简朴的MiniGUI-Standalone运转形式;

3.指定要接纳老的GAL/GDI接口(低端显现装备)照样新的GAL/GDI接口(高端显现装备);

4.指定需求支撑的GAL引擎和IAL引擎,和引擎相干选项;

5.指定需求支撑的字体范例;

6.指定需求支撑的字符集;

7.指定需求支撑的图像文件花样;

8.指定需求支撑的控件类;

9.指定控件的整体作风,是三维作风、平面作风照样手持终端作风。

4) 可伸缩性强

MiniGUI雄厚的功用和可设置特性,使得它既可运转于基于龙珠的低端产物中,亦可运转于基于9的高端产物中,并运用MiniGUI的初级控件作风及皮肤界面等手艺,建立华美的用户界面。

5) 跨操作系统支撑

理论上,MiniGUI可支撑恣意一个多义务嵌入式操作系统;现实已支撑Linux/uClinux、eCos、uC/OS-II、VxWorks、pSOS、ThreadX等嵌入式操作系统,也能够正在Win32平台上运转。同时,正在差别操作系统上的MiniGUI,供应完整兼容的API接口。

从最后的数控系统到现在盛行的智能手持终端设备,MiniGUI曾经正在大量产物中得到了运用。MiniGUI最主要的应用领域大抵可分为三类:高端手机、PDA类产品;数字媒体及机顶盒类产品;产业仪表及控制系统。

基于MiniGUI的嵌入式系统软件构造

为何MiniGUI可以或许正在云云浩瀚的嵌入式操作系统上运转?那是由于MiniGUI具有优越的软件架构,经由过程笼统层将MiniGUI上层和底层操作系统断绝开来。如图2所示,基于MiniGUI的应用程序一样平常经由过程 ANSI C库和MiniGUI本身供应的API去实现本身的功用;MiniGUI中的“可移植层”可将特定操作系统及底层硬件的细节隐蔽起来,而上层应用程序则无需体贴底层的硬件平台输出和输入装备。

别的,MiniGUI特有的运转形式观点,也为跨操作系统的支撑供应了便当。

取Linux如许的类UNIX操作系统比拟,一样平常意义上的传统嵌入式操作系统具有一些特殊性。举例而言,诸如uClinux、uC/OS-II、eCos、VxWorks等操作系统,一般运转正在没有内存管理单位的CPU上;这时候,每每便没有历程的观点,而只要线程大概义务的观点,如许,GUI体系的运转情况也便天差地别。因而,为了合适差别的操作系统情况,我们可将MiniGUI设置成三种运转形式:

1.MiniGUI-Threads。运转正在MiniGUI-Threads上的顺序能够正在差别的线程中竖立多个窗口,但所有的窗口正在一个历程大概地点空间中运转。这类运转形式异常适合于大多数传统意义上的嵌入式操作系统,如uC/OS-II、eCos、VxWorks、pSOS等等。固然,正在Linux和uClinux上,MiniGUI也能以MiniGUI-Threads的形式运转。

2. MiniGUI-Lite。取MiniGUI-Threads相反,MiniGUI-Lite上的每一个顺序是零丁的历程,每一个历程也能够竖立多个窗口。MiniGUI-Lite适合于具有完好UNIX特性的嵌入式操作系统,好比嵌入式Linux。

3. MiniGUI-Standalone。这类运转形式下,MiniGUI能以自力历程的体式格局运转,既不需求多线程也不需求多历程的支撑,这类运转形式合适功用单一的运用场所。比方正在一些运用uClinux的嵌入式产物中,由于种种本因此短少线程支撑,这时候,便能够运用MiniGUI-Standalone去开辟应用软件。

一般而言,MiniGUI-Standalone形式的顺应面最广,能够支撑险些所有的操作系统,以至包孕相似DOS如许的操作系统;MiniGUI-Threads形式的实用里次之,可运转正在支撑多义务的及时嵌入式操作系统,大概具有完好UNIX特性的一般操作系统;MiniGUI-Lite形式的实用里较小,它仅适合于具有完好UNIX特性的一般操作系统。

岂论接纳哪种运转形式,MiniGUI为上层应用软件供应了最大水平上的一致性;只要少数几个触及初始化的接口正在差别运转形式上有所不同。

MiniGUI正在uC/OS-II操作系统上的移植

上面以uC/OS-II操作系统为例,简朴引见MiniGUI到该操作系统上的移植。

uC/OS-II异常简朴,只要有一个一般的C编译器,便能完成编译并运转该操作系统,因而,uC/OS-II起首在教学中得到了普遍运用。由于其简朴及及时性好的特性,如今也有一些用户最先运用uC/OS-II操作系统开辟正式的嵌入式产物。

将MiniGUI移植到uC/OS-II是相对庞大的一项事情。由于uC/OS-II中缺少象malloc/free以至是printf/fprintf/sprintf如许的接口,不外,最重要的照样缺少取POSIX-Threads兼容的接口。为此,我们编写了POSIX-Threads的绕转接心,这些绕转接心兼容于POSIX-Threads。同时,我们借实现了 malloc/free,和printf/sprintf/fprintf等接口。

果涉及到云云多底层特性的加强和修正,全部体系的调试将黑白常难题的。为处理调试题目,我们起首正在SkyEye(清华大学陈渝主持的自由软件项目,http://www.skyeye.org)模拟器上运转uC/OS-II操作系统及MiniGUI for uC/OS-II。我们起首运用了MiniGUI内部的Dummy GAL引擎和Dummy/Auto IAL 引擎(那两个引擎离别经由过程软件要领去模仿现实的输出和输入装备,如LCD显示屏及键盘)去运转MiniGUI的应用程序。只管我们看不到实在的屏幕输出,但从应用程序正在运转历程中打印的输出信息,我们能够看到MiniGUI for uC/OS-II曾经一般事情了。接下来的事情就是将MiniGUI for uC/OS-II移植到正式的硬件产物中。

我们正在S3C2410开辟板上用ADS的armcc编译并测试了MiniGUI的uC/OS-II版本。此次,我们针对这个开辟板编写了正式的图形和输入引擎。MiniGUI的一切示例顺序皆能够正在那块开辟板上一般运转。

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宣布于 2018-06-04 11:16 109次浏览

对初学者对嵌入式体系进修的误区及发起 1 嵌入式体系的常识系统 嵌入式体系的运用局限能够大略分为两大...

宣布于 2018-06-04 11:10 207次浏览

经由过程革新架构,PIC®和AVR® 8位单片机(MCU) 针对闭环控制停止了优化,让体系可以或许低落中心处...

宣布于 2018-06-01 10:51 3862次浏览

固然软件开发人员并不是硬件工程师,但预备一些有助于检测和操纵硬件的东西仍旧很有效。第一种必不可少的东西...

宣布于 2018-05-30 09:30 2384次浏览

凭据工具系统的功用复杂性和盘算处置惩罚复杂性,供应的差别挑选。关于简朴的家电掌握嵌入式体系,接纳简朴的8...

宣布于 2018-05-30 08:40 •-27111.com 4498次浏览

运用“前背景体式格局”停止编程时,为包管义务(5)的及时性,运用了UART中止,当UART完成一个字节的...

宣布于 2018-05-25 09:07 1455次浏览