隨著嵌入式的飛速發(fā)展,以ARM為硬件平臺和以Linux為軟件平臺的方式受到廣泛的關(guān)注。圖形用戶界面GUI是是指采用圖形方式顯示的計算機操作用戶界面。與早期計算機使用的命令行界面相比,圖形界面對于用戶來說在視覺上更易于接受。 MiniGUI 是一款面向嵌入式系統(tǒng)的高級窗口系統(tǒng)(Windowing System)和圖形用戶界面(Graphical User Interface,GUI)支持系統(tǒng),由魏永明先生于 1998 年底開始開發(fā)。2002 年,魏永明先生創(chuàng)建北京飛漫軟件技術(shù)有限公司,為 MiniGUI 提供商業(yè)技術(shù)支持,同時也繼續(xù)提供開源版本,飛漫軟件是中國地區(qū)為開源社區(qū)貢獻代碼最多的軟件企業(yè)。最后一個采用 GPL 授權(quán)的 MiniGUI 版本是 1.6.10,從 MiniGUI 2.0.4 開始 MiniGUI 被重寫并使用商業(yè)授權(quán)。
1 OMAP5912開發(fā)板簡介
OMAP5912處理器將 TMS320C55x DSP 的核心和 ARM925 整合在同一個處理器中,這樣的最理想的整合方式,擁有高效能和低秏電的設(shè)計。OMAP5912同時可以利用 DSP 處理高復(fù)雜度的數(shù)字信號處理,也可以利用 ARM 來做通訊、控制和人機接口的處理。C55xDSP可提供對低功耗應(yīng)用的實時多媒體處理的支持;ARM926EJ-S MPU可滿足控制和接口方面的處理需要?;陔p核結(jié)構(gòu)的OMAP5912具有極強的運算能力和極低的功耗,采用開放式、易于開發(fā)的軟件設(shè)施,支持廣泛的操作系統(tǒng)。
OMAP5912較常使用在手持式設(shè)備上,例如:手動電話、PDA 和 手持式影音設(shè)備等,因為同時結(jié)合了 DSP 和 ARM 所以整體執(zhí)行效率,會比市面上的手持式設(shè)備還來得高。 OMAP5912 目標(biāo)應(yīng)用:需要密集信號處理的設(shè)備通訊終端 WAN 802.11XBluetoothGSM, GPRS, EDGECDMA視頻和圖像處理(MPEG4, JPEG, Windows? Media Video, etc.)高級語言處理應(yīng)用(text-to-speech, speech recognition)音頻處理((MPEG-1 Audio Layer3 [MP3], AMR, WMA, AAC, and Other GSM Speech Codecs)圖形和視頻加速
2 圖形用戶界面MiniGUI簡介
與幾種主流嵌入式GUI相比,MiniGUI具有以下顯著特點:占用資源少,高性能,高可靠性,可配置。層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。
在最底層,GAL和IAL提供底層圖形接口以及鼠標(biāo)和鍵盤的驅(qū)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;最頂層是編程接口API.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,并且使程序的開發(fā)和調(diào)試變得更加容易。
3 MiniGUI在OMAP5912開發(fā)板上的移植過程
3.1 構(gòu)建Linux交叉編譯環(huán)境
宿主機系統(tǒng)為RedHat 9 Linux,交叉編譯工具為cross-2.95.3.tar.bz2,把工具解壓縮到/usr/local/arm目錄下,然后執(zhí)行export PATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin:MYMPATH;將安裝好的庫資源的路徑添加到PATH中。這樣,交叉編譯環(huán)境就構(gòu)建完成。后面所有的資源文件和庫文件都應(yīng)安裝在/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux目錄。
3.2 交叉編譯MiniGUI資源文件
提供程序調(diào)用所需的資源,編譯方法較簡單,只需在宿主機環(huán)境編譯后即可在開發(fā)板上使用,解壓minigui-res-1.3.3.tar.gz,進入目錄執(zhí)行make install命令,資源文件會安裝到/usr/local/lib下minigui目錄中。
3.3 交叉編譯MiniGUI庫函數(shù),并進行配置安裝
首先解壓縮libminigui-1.3.3.tar.gz,進入Fra-meBuffer控制器配置文件libminigui-1.3.3/src/new-gal/fbcon,修改fbvideo.C中GAL_fbdev="/dev/fb/O",這是因為系統(tǒng)啟動后,其/dev目錄下實際存在的設(shè)備文件不是fb而是/fb/0.通常Frame-Buffer作為標(biāo)準字符設(shè)備處理,主設(shè)備號為29,次設(shè)備號則從0~31,分別對應(yīng)/dev/fb/0-/dev/fb/31的設(shè)備文件。修改完后進入解壓后的目錄,執(zhí)行以下命令以完成對編譯選項的配置:
CC是用來指定所使用的編譯器;-target選項用來指定目標(biāo)平臺;-host選項用來指明宿主機的類型;-build選項與-arget一樣為arm-linux;-en-able-lite選項用來指定生的模式。MiniGUI 1.3.3有Threads和Lite兩種模式,本例中采用Lite模式;-prefix選項用來指定MiniGUI函數(shù)庫的安裝路徑,本例中安裝路徑為/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux.如果運行成功,就會生成定制的Makefile文件,然后可以繼續(xù)執(zhí)行make和make install命令編譯并安裝libminigui.
3.4 加入輔助函數(shù)庫的支持
3.4.1 安裝zlib庫
這個庫是后面許多庫編譯的基礎(chǔ),解壓zlib-1.2.3.tar.gz文件,zlib庫的configure腳本不支持交叉編譯選項,可以通過軟鏈接方式;還可以將庫文件設(shè)置為動態(tài)共享方式,通過這種方式,許多程序可以重復(fù)使用相同的代碼,能有效減小應(yīng)用程序的大小,打開Makefile并且添加如下代碼:
其中:LDSHARED參數(shù)設(shè)置為共享模式生成libz.SO.1共享文件;CPP指定服務(wù)器路徑。最后makeCinstallprefix=/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux/安裝到指定路徑。
3.4.2 安裝png庫
這個庫是用來顯示png圖形的,先解壓libpng-1.0.10rcl.tar.gz文件,編譯時,主目錄下面沒有配置文件,因此執(zhí)行命令cp scripts/makefile.linux,將與開發(fā)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)一致的配置文件makefile.linux安裝到主目錄下面,然后還需要對makefile.linux文件進行修改:
其中:上述ZLIBLIB參數(shù)和ZLIBINC參數(shù)分別指定了庫文件和頭文件的路徑。
3.4.3 安裝jpeg庫
這個庫用來支持jpeg格式圖片顯示,編譯過程與png庫的編譯過程類似:
3.4.4 安裝libttf庫
這個是TrueType字體的支持庫,用來顯示文字,解壓freetype-1.3.1.tar.gz,進入目錄,然后。/con-figure會生成Makefile文件,屏蔽掉關(guān)于test的部分代碼,打開Makefile文件,找到有"FTTESTDIR"字段的行注釋掉,一共有7處。然后make編譯庫文件,在freetype-1.3.1/lib目錄下,生成鏈接庫文件:
至此libttf庫安裝完成。上述方法是通過自動配置完成安裝,另外也可以通過手工配置完成安裝:
參數(shù)O2表示完成編譯過程的同時還要經(jīng)過二級優(yōu)化,不再加入符號表等調(diào)試信息,以使程序代碼占用空間最小,同時執(zhí)行的速度最快。
4 加入mde庫支持
mde庫是執(zhí)行MiniGUI應(yīng)用程序的歸檔壓縮文件,其中包含被稱為mginit的MiniGUI-Lite的服務(wù)器程序,安裝的過程需要popt-1.7.tar.gz庫支持,安裝過程較為簡單,和前面的庫安裝類似。
為了避免安裝過程出現(xiàn)MINIGUI-LiteVerl.2.6 orLater的警告信息,必須對configure.in文件作出修改,添加下面的一行語句指定頭文件和庫文件的尋找路徑:
同時對包含MiniGUI常用的宏以及數(shù)據(jù)類型定義的common.h文件路徑進行修改,在參數(shù)AC_CHECK_HEADERS行中添加如下代碼:
5 創(chuàng)建設(shè)備文件節(jié)點
在內(nèi)核啟動之前,應(yīng)該保證MiniGUI運行于服務(wù)器模式,嵌入式系統(tǒng)上執(zhí)行MiniGUI應(yīng)用程序時,先由mginit調(diào)用vfork產(chǎn)生一個子進程,然后呼叫系統(tǒng)調(diào)用execl來啟動,同時服務(wù)器程序還需要創(chuàng)建幾個設(shè)備文件,在/dev目錄下執(zhí)行下面創(chuàng)建命令:
mknod ptysf c 2 63
mknod ttysf c 3 63
分別創(chuàng)建了主設(shè)備號是2、次設(shè)備號是63的設(shè)備文件ptysf以及主設(shè)備號是3、次設(shè)備號是63的設(shè)備文件ttysf.如果需要在系統(tǒng)啟動時自動加載上述設(shè)備文件,可以在系統(tǒng)啟動腳本文件rc.d中添加上述命令。至此移植階段的工作完成。
6 下載程序到目標(biāo)板并運行
通過以上的編譯,在目標(biāo)板上運行MiniGUI所需的庫文件和應(yīng)用程序已全部編譯好,進入/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux/,在etc,lib子目錄下有需要拷貝到目標(biāo)機上的資源。首先拷貝根文件目錄到/opt/rootfs下,在根文件目錄下新建和/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux/下相同的目錄結(jié)構(gòu),把/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux/lib中相應(yīng)的庫拷到根文件系統(tǒng)的/usr/local/lib目錄下去(無需拷貝libjpeg.a等靜態(tài)庫);拷貝MiniGUI資源文件,將usr/local/lib/目錄下的minigui目錄拷貝到根文件/opt/rootfs目錄下;拷貝配置文件/usr/local/etc/MiniGUI.cfg,保持目錄結(jié)構(gòu)一致。修改根文件系統(tǒng)中的/etc/ld.SO.conf文件,在文件最后一行增加"/usr/local/lib",然后執(zhí)行命令ldconfig-r/opt/rootfs,將根文件目錄設(shè)置為根目錄,最后修改MiniGUI.cfg,使之適合目標(biāo)板的硬件設(shè)置:將鼠標(biāo)設(shè)備改為mdev=/dev/input/mouse0,鼠標(biāo)協(xié)議類型改為mtype=IMPS2,其他的用默認方式即可。
至此,MiniGUI已經(jīng)成功移植到了開發(fā)板上,圖2為MiniGUI在開發(fā)板上啟動后的畫面。此后可以根據(jù)需要,繼續(xù)修改MiniGUI庫函數(shù)及各種資源,并且編寫自己的應(yīng)用程序。
7 結(jié) 語
介紹的MiniGUI移植過程已通過實驗驗證,并且大體的過程適合于其他型號的開發(fā)板和其他開源版本的MiniGUI.將圖形用戶界面引人嵌入式系統(tǒng)是嵌入式技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,可以肯定,隨著MiniGUI的不斷推廣和功能的加強,它將在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中起著舉足輕重的作用,并且在實際應(yīng)用中不斷走向成熟。