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嵌入式Linux系统中的GUI系统的研究与移植

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

来源:单片机及嵌入式系统应用  作者:北京航空航天大学 徐广毅 张晓林 崔迎炜 杨欣昕 吴小伟
  摘要:针对嵌入式Linux系统中几种常见的GUI(Graphic User Interface)系统,讨论嵌入式GUI实现的底层技术方式;详细分析Microwindows、MiniGUI、Qt/Embedded等三种GUI的实现特点、体系结构、API接口。结合这三种嵌入式GUI在以Motorola i,MX1为核心的实际应用系统中移植开发的问题,讨论移植技术与中文化技术。

    关键词:嵌入式Linux GUI 应用与移植 中文化

引言

嵌入式GUI为嵌入式系统提供了一种应用于特殊场合的人们交互接口。嵌入式GUI要求简单、直观、可靠、占用资源小且反应快速,以适应系统硬件资源有限的条件。另外,由于嵌入式系统硬件本身的特殊性,嵌入式GUI应具备高度可移植性与可裁减性,以适应不同的硬件条件和使用需求。总体来讲,嵌入式GUI具备以下特点:

*体积小;

*运行时耗用系统资源小;

*上层接口与硬件无关,高度可移植;

*高可靠性;

*在某些应用场合应具备实时性。
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1 基于嵌入式Linux的GUI系统底层实现基础

一个能够移植到多种硬件平台上的嵌入式GUI系统,应用至少抽象出两类设备:基于图形显示设备(如VGA卡)的图形抽象层GAL(Graphic Abstract Layer),基于输入设备(如键盘,触摸层等)的输入抽象层IAL(Input Abstract Layer)。GAL层完成系统对具体的显示硬件设备的操作,极大程度上隐蔽各种不同硬件的技术实现细节,为诮程序开发人员提供统一的图形编程接口。IAL层则需要实现对于各类不同输入设备的控制操作,提供统一的调用接口。GAL层与IAL层的设计概念,可以极大程序地提高嵌入式GUI的可移植性,如图1所示。

目前应用于嵌入式Linux系统中比较成熟,功能也比较强大的GUI系统底层支持库有SVGA lib、LibGGI、Xwindow、framebuffer等。

2 三种嵌入式GUI系统的分析与比较

2.1 Microwindows

Microwindows是一个典型的基于Server/Clinent体系结构的GUI系统,基本分为三层,如图2所示。

最底层是面向图形显示和键盘、鼠标或触摸屏的驱动程序;中间层提供底层硬件的抽象接口,并进行窗口管理;最高层分别提供兼容于X Window和ECMA APIW(Win32子集)的API。其中使用Nano-X接口的API与X接口兼容,但是该接口没有提供窗口管理,如窗口移动和窗口剪切等高级功能,系统中需要首先启动nano-X的Server程序nanoxserver和窗口管理程序nanowm。用户程序连接nano-X的Server获得自身的窗口绘制操作。使用ECMA APIW编写的应用程序无需nanox-server和nanowm,可直接运行。

Microwindows提供了相对完善的图形功能和一些高级的特性,如Alpha混合、三维支持和TrueType字体支持等。该系统为了提高运行速度,也改进了基于Socket套接字的X实现模式,采用了基于消息机制的Server/Client传输机制。Microwindows也有一些通用的窗口控件,但其图形引擎存在许多问题,可以归纳如下:嵌入式Linux系统中的GUI系统的研究与移植

*无任何硬件加速能力;

*图形引擎中存在许多低效算法,如在圆弧图函数的逐点判断剪切的问题。

由于该项目缺乏一个强有力的核心代码维护人员,2003年Microwindows推出版本0.90后,该项目的发展开始陷于停滞状态。

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