嵌入式Linux的MiniGUI研究和移植

嵌入式Linux的MiniGUI研究和移植

摘要：分析嵌入式操作系統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。

引 言

1 嵌入式Linux下的GUI概況

1.1 GUI在嵌入式系統中的地位

　　隨著嵌入式系統的廣泛應用，PDA、機頂盒、DVD/VCD播放機及WAP手機已經迅速普及。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用戶的使用，因此實時嵌入式系統對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。

　　由于嵌入式系統實時性要求非常高，對GUI的要求也更高。這些系統一般不希望建立在龐大累贅的、非常消耗系統資源的操作系統和GUI之上，比如Windows或X Window，太過龐大和臃腫。這樣，這些系統對輕型GUI的需求更加突出。另外嵌入式系統往往是一種定制設備，它們對GUI的需求也各不相同。有些系統只要求一些圖形功能，而有些系統要求完備的GUI支持，因此，GUI也必須是可定制的。嵌入式系統對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 目前嵌入式系統中GUI的實現

　　盡管實時嵌入式系統對GUI的需求越來越明顯，但目前GUI的實現方法各有不同[1]：

　�、� 某些大型廠商有能力自己開發滿足自身需要的GUI系統。

　　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，比如 Mini GUI、MicroWindows 或者其它GUI系統。

　　比較常用的有如下幾種GUI系統：緊縮的X Window 系統、MiniGUI、MicroWindows、OpenGUI及QT/Embedded 等。下面簡單介紹這些系統。

　�。�1）MiniGUI

　　MiniGUI[2]由原清華大學教師魏永明先生開發，是一種面向嵌入式系統或者實時系統的圖形用戶界面支持系統。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兼容系統上。MiniGUI同時也是國內最早出現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提供了現代圖形窗口系統的一些特性。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。MicroWindows已經支持 Intel 16位和32位CPU、MIPS R4000 以及 ARM 芯片；但作為一個窗口系統，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系統上存在已經很長時間了。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實現繪圖。由于其基于匯編實現的內核并利用MMX指令進行了優化，OpenGUI運行速度非�？臁Ｕ�由于其內核用匯編實現，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庫開發商Trolltech 的面向嵌入式系統的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；但是該系統不是開放源碼的，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。可根據項目需求進行定制配置和編譯。

　　◇ 高穩定性和高性能。MiniGUI已經在Linux發行版安裝程序、CNC系統及藍點嵌入式系統等關鍵應用程序中得到了實際應用。

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