嵌入式圖形用戶(hù)界面在S3C44B0X上的移植

關(guān)鍵詞：μC/GUI實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)接口S3C44B0X移植1引言如今隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用在消費(fèi)電子、工業(yè)應(yīng)用、軍事國(guó)防、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域。μC/GUI作為一個(gè)通用的嵌入式應(yīng)用的圖形模塊，它在嵌入式系統(tǒng)中的作用也顯得的越來(lái)越重要。μC/GUI是一個(gè)源代碼開(kāi)放的圖形系統(tǒng)，它提供了豐富的資源，包括二維繪圖庫(kù)、多字體及可擴(kuò)充字符集、Unicode、位圖顯示、多級(jí)RGB及灰度調(diào)整、動(dòng)畫(huà)優(yōu)化顯示、具有Windows風(fēng)格的對(duì)話(huà)框和預(yù)定義控件(按鈕、編輯框、列表框等)，以及對(duì)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸摸屏等輸入設(shè)備和雙LCD輸出的支持，目前在具有圖形界面的嵌入式產(chǎn)品中得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。2通用嵌入式圖形模塊uC/GUIμC/GUI是一個(gè)通用的嵌入式應(yīng)用的圖形模塊，它是美國(guó)Micrium公司開(kāi)發(fā)的一種高效的、與處理器和LCD控制器獨(dú)立的通用GUI，可以適用各種CPU和LCD，在單任務(wù)和多任務(wù)操作系統(tǒng)中，它都可以工作得很好。它具有驅(qū)動(dòng)接口層和應(yīng)用層，全部代碼采用ANSI_C編寫(xiě)，提供源代碼，可以方便的移植到各種平臺(tái)下。2.1μC/GUI特點(diǎn)(1)支持任何8位、16位和32位的CPU，只要求CPU具有相應(yīng)的ANSI_C編譯器即可。(2)所有硬件接口定義都使用可配置的宏。(3)字符、位圖可顯示與LCD的任意點(diǎn)，并不限制與字節(jié)長(zhǎng)度的整數(shù)倍數(shù)地址。(4)所有程序在長(zhǎng)度和速度方面都進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)構(gòu)清晰。(5)對(duì)于慢速的LCD控制器，可以使用緩沖存儲(chǔ)器減少訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間，提高顯示速度[1]。因?yàn)棣藽/GUI具有這些優(yōu)點(diǎn)，它越來(lái)越受到更多嵌入式設(shè)計(jì)者的青睞。2.2μC/OS-II介紹在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，選擇操作系統(tǒng)與選擇開(kāi)發(fā)平臺(tái)一樣的重要。雖然不是一個(gè)完整的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，只是一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核，但與其它操作系統(tǒng)比起來(lái)它具有很多優(yōu)點(diǎn)因而得到了廣泛的應(yīng)用。首先它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、源代碼公開(kāi)的操作系統(tǒng)，適合所有的開(kāi)發(fā)者使用;它具有可移植性，它的絕大部分源碼都是用移植性很強(qiáng)的ANSI_C編寫(xiě)，與微處理器硬件相關(guān)的部分采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，很容易被移植到各種微處理器上;它還具有可固化和可裁剪等特點(diǎn)，對(duì)于嵌入式設(shè)計(jì)者來(lái)講的，只要擁有固化手段(C編譯、連接、下載和固化)，就可以很方便將其嵌入到產(chǎn)品中去。設(shè)計(jì)者還可以根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用程序的需要對(duì)μC/OS-II進(jìn)行相應(yīng)的裁剪來(lái)減少產(chǎn)品中的μC/OS-II所需的存儲(chǔ)器空間，這可以通過(guò)條件編譯來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.3μC/GUI接口μC/GUI是運(yùn)行于操作系統(tǒng)之上的程序，它既需要與操作系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，又需要與各種輸入輸出設(shè)備的協(xié)調(diào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)層與應(yīng)用程序?qū)拥穆?lián)結(jié)，即通過(guò)輸入設(shè)備接收用戶(hù)請(qǐng)求、通過(guò)輸出設(shè)備反映微處理器的響應(yīng)。因此在這一過(guò)程中GUI至少要與3個(gè)對(duì)象打交道:輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和操作系統(tǒng)。因此μC/GUI接口主要包括2個(gè)，與操作系統(tǒng)的接口和與輸入輸出設(shè)備的接口，這也正是在移植μC/GUI的過(guò)程中所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)于操作系統(tǒng)，GUI作為操作系統(tǒng)的一個(gè)顯示任務(wù)接受操作系統(tǒng)的調(diào)度，μC/GUI提供了與操作系統(tǒng)的接口支持。與操作系統(tǒng)的接口主要解決系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。對(duì)于用戶(hù)輸入，μC/GUI提供了鍵盤(pán)、鼠標(biāo)以及觸摸屏等支持，對(duì)于輸出設(shè)備GUI反映微處理器的響應(yīng)給用戶(hù)是通過(guò)LCD輸出圖像來(lái)完成的，對(duì)于不同型號(hào)和顯示原理的LCD要編制相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。3uC/GUI在基于S3C44B0X的μC/OS-II上移植3.1S3C44B0X微處理器和開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介這里硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的微處理器選擇三星公司的S3C44B0X，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)選擇移植性較強(qiáng)的μC/OS-II。S3C44B0X微處理器是三星公司專(zhuān)為手持設(shè)備和一般應(yīng)用提供的一款高性?xún)r(jià)比的微處理器解決方案，它采用ARM7TDMI核，工作在66MHz，為減少外圍件，該芯片集成了8KB的Cache、LCD控制器、5通道PWM定時(shí)器和一個(gè)內(nèi)部定時(shí)器、71個(gè)I/O口、8個(gè)外部中斷源、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等[3]。移植的目標(biāo)平臺(tái)的液晶模塊使用320×240分辨率，通過(guò)總線(xiàn)的形式連接在S3C44B0X的Bank3上，并在系統(tǒng)的內(nèi)存區(qū)開(kāi)辟了一塊內(nèi)存作為液晶顯示的后臺(tái)緩存。要成功將μC/GUI移植到該平臺(tái)上一般要解決以下幾方面的問(wèn)題。3.2μC/GUI與操作系統(tǒng)的接口相關(guān)部分的修改μC/GUI在與μC/OS-II結(jié)合應(yīng)用時(shí)通常被分為幾個(gè)小的顯示任務(wù)，由于每個(gè)顯示任務(wù)都共用一個(gè)GUI_Context上下文變量，在操作系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)切換時(shí)一個(gè)GUI任務(wù)對(duì)上下文的操作可能被另外一個(gè)GUI任務(wù)打斷，此時(shí)新的GUI任務(wù)對(duì)上下文的操作是在被中斷任務(wù)的上下文基礎(chǔ)上進(jìn)行的，這樣前一個(gè)任務(wù)的信息會(huì)被后一個(gè)任務(wù)所使用，有些基本信息作為公用信息需要被共用，而有些信息在處理過(guò)程中是不能被打斷的。這就存在資源互斥的問(wèn)題。μC/GUI在設(shè)計(jì)時(shí)是通過(guò)上鎖和解鎖來(lái)解決此問(wèn)題。其過(guò)程是通過(guò)在關(guān)鍵區(qū)域入口設(shè)置GUI_X_Lock()以獲得專(zhuān)一訪(fǎng)問(wèn)權(quán)，用完后在出口處設(shè)置GUI_X_Unlock()讓出資源，達(dá)到多個(gè)GUI任務(wù)對(duì)同一數(shù)據(jù)在關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)訪(fǎng)問(wèn)的互斥。在μC/GUI移植到μC/OS-II的過(guò)程中，則需要利用操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源互斥的系統(tǒng)調(diào)用對(duì)上述宏進(jìn)行替換，這涉及到3個(gè)任務(wù)調(diào)度函數(shù)的重新定義:voidGUI_X_InitOS(void);/*任務(wù)初始化*/voidGUI_X_Lock(void);/*任務(wù)鎖定*/voidGUI_X_Unlock(void);/*任務(wù)解鎖*/此外μC/GUI還用到μC/OS-II中的延時(shí)調(diào)用，通過(guò)在GUI_X_Delay()中調(diào)用μC/OS-II的OSTimeDly()實(shí)現(xiàn)延時(shí)和任務(wù)切換。這涉及到2個(gè)系統(tǒng)時(shí)間接口函數(shù)的定義:int

GUI_X_GetTime(void);/*取系統(tǒng)時(shí)間*/voidGUI_X_Delay(intms);/*延時(shí)函數(shù)*/4結(jié)束語(yǔ)本文詳細(xì)介紹了嵌入式圖形用戶(hù)界面在基于μC/OS-II目標(biāo)平臺(tái)上的移植過(guò)程，實(shí)際表明在具有圖形界面的嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，采用基于μC/OS-II的圖形系統(tǒng)μc/GUI，移植簡(jiǎn)便、使用方便靈活，目前基于μC/OS-I