三種主流嵌入式圖形用戶界面的移植及性能比較

1、三種主流嵌入式圖形用戶界面的移植及性能比較        摘   要：       本文在ARM920T嵌入式開發(fā)板上對MiniGUI、MicroWindows和Qt/Embedded三種GUI進行了移植，并在此基礎上對這三種目前主流的嵌入式GUI進行了性能上的比較。    引言與通用的GUI系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)下對GUI基本要求包括：輕型、占用資源少、高性能、高可*性和可配置。目前，面向嵌入式Linux系

2、統(tǒng)的有代表性的GUI系統(tǒng)有北京飛漫軟件公司的MiniGUI、美國Century軟件公司的MicroWindows、挪威Troltech公司的Qt/Embedded。本文對這三種主流的GUI系統(tǒng)進行了移植，并對它們的性能進行了比較。 三種嵌入式GUI的移植我們采用的項目平臺是華恒科技公司提供的用于高端手持設備、微型智能控制設備的HHARM2410-FEC-R1開發(fā)套件，采用203MHz 的ARM920T 內核的處理器S3C2410。HHARM2410-FEC-R1 套件由核心板和底板(外設板或稱基本板)組成，核心板上集成Samsung 公司S3C2410 處理器，64MB SDRAM以

3、及16MB 的FLASH(閃存)，為我們進行嵌入式GUI研發(fā)提供了足夠的空間。底板上則提供以下外設接口：一個四線RS-232 串口(COM1)，一個10M/100M自適應以太網(wǎng)接口，一個TFT LCD接口, 一個觸摸屏接口。核心板和底板配合即構成一個最小的完整應用系統(tǒng)。移植過程中我們采取了宿主機和目標板的開發(fā)模式。宿主機是一臺運行Linux 的PC 機服務器，目標板即開發(fā)板。先在宿主機上調試通過后，再移植到目標板上。 移植工作主要集中在兩個方面： 在華恒開發(fā)板附帶的軟件包中，已經(jīng)包括有了交*編譯所需要的二進制工具Binutils、標準C函數(shù)庫libc以及生成ARM平臺代碼的x86交*編譯器gc

4、c、g+等工具軟件包。將這些工具軟件安裝到宿主機上，將該安裝路徑添加至PATH環(huán)境變量中去，以便shell能夠找得到，這樣就完成了交*編譯環(huán)境的設置。接下來就可以將GUI運行所需要的資源文件和可執(zhí)行文件都采取交*的方式進行編譯，然后將編譯生成的文件添加到原來的文件系統(tǒng)中去，就可以將其下載到目標板上進行調試了。下面著重對Mini GUI系統(tǒng)的移植進行介紹。MiniGUI圖形系統(tǒng)由函數(shù)庫、資源、演示程序三部分組成，相應地在對MiniGUI進行移植時也要對這三部分分別進行移植。MiniGUI使用了自由軟件常用的“automake”和“autoconf”接口，因此其配置和編譯非常容易。進入MiniGU

5、I源代碼樹，運行autogen.sh腳本文件，該文件可以簡單地重新生成所有與配置相關的文件，然后為當前的構建環(huán)境配置軟件。配置MiniGUI，加上啟動交*編譯的選項，關鍵有如下幾個選項：CC=armv4l-unknown-linux-gcc-host=arm-linux-build=i686-pc-linux-gnu-prefix=/opt/host/armv4l/armv4l-unknown-linux-enable-litearmv4l-unknown-linux-gcc是ARM的交*編譯器，它被安裝在/opt/host/armv4l/armv4l-unknown-linux目錄下。Hos

6、t指定了目標機類型，build指定了交*編譯的系統(tǒng)環(huán)境，Prefix指定了MiniGUI安裝的函數(shù)庫、頭文件和手冊頁等資源的安裝路徑，enable-lite指定將MiniGUI配置為Lite版本。關于其他的配置選項可以根據(jù)應用的特殊要求來打開或者關閉，例如disable-jpgsupport去掉對jpeg庫的支持。關于這些配置選項的詳細說明可以使用help打印清單或者參考MiniGUI用戶手冊。configure結果生成了一個標準的Makefile文件。接下來只要進行簡單的編譯、安裝就可以了。安裝MiniGUI資源文件minigui-res比較簡單，只要修改目錄樹下的config.linux文

7、件，將prefix選項改為和剛才的安裝路徑一致就可以了。然后直接執(zhí)行make install。參照以上步驟對MiniGUI的演示程序MDE進行交*編譯，過程類似，不再贅述。最后將安裝目錄下的庫文件、運行時自動查找的配置文件及編譯后生成的可執(zhí)行文件加入到Linux文件系統(tǒng)中去，重新制作ramdisk文件系統(tǒng)映像，再將新的文件系統(tǒng)下載到板子上，重新燒寫FLASH就可以進行調試了。運行時需要先執(zhí)行一個Mginit服務器進程，它將啟動一個虛擬控制臺窗口，然后在這個窗口中運行應用程序，如運行bomb后可以在LCD上看到和Windows中類似的掃雷界面。Mcrowindows的資源包可以從http:/mi

8、下載，介紹從略。Qt/Embedded的資源可以從下載，介紹從略。 三種主流嵌入式GUI的比較由于嵌入式GUI系統(tǒng)的開發(fā)人員對實時嵌入式系統(tǒng)在理解上的不同，使得這些GUI系統(tǒng)在接口定義、體系結構、功能特性等方面存在著很大的差別，還有就是它們所采用的技術路線也有所不同。MiniGUI的策略是首先建立在比較成熟的圖形引擎之上，比如 SVGALib和LibGGI，開發(fā)的重點在于窗口系統(tǒng)如圖形接口。在MiniGUI的開發(fā)中，引入了圖形抽象層和輸入抽象層(GAL和IAL)的概念。利用GAL和IAL，MiniGUI才可以在多種圖形引擎上運行，并且便于移植。它盡量保持與

9、Win32的兼容，這樣在WinCE應用的任何場合，也可以使用MiniGUI。MicroWindows目前的開發(fā)重點則在底層的圖形引擎，窗口系統(tǒng)和圖形接口方面的功能還比較欠缺。但是它能夠在沒有任何操作系統(tǒng)或其他圖形系統(tǒng)的支持下運行，它能夠對裸顯示設備進行直接操作，因而顯得十分小巧，便于移植到各種硬件和軟件系統(tǒng)上。最上層的API支持Win32和Nano X接口，這樣就與Win32和X Window窗口系統(tǒng)保持了兼容，在這些系統(tǒng)間移植應用軟件就很容易了。Qt/Embedded是一個多平臺的C+圖形用戶界面應用程序框架，它注重于能給用戶提供精美的圖形用戶界面所需要的所有元素。而且它是基于一種面向對象的

10、思想，所以用戶對其對象的擴展是相當容易的，并且它還支持真正的組件編程。 另外，這些GUI系統(tǒng)所使用的授權條款也各有不同。MiniGUI、MicroWindows和Qt/Embedded均為自由軟件，只是所遵循的條款不同。上述GUI的詳細性能比較如表1所示。 結語MiniGUI最初是為了滿足一個工業(yè)控制系統(tǒng)(計算機數(shù)控系統(tǒng))的需求而設計和開發(fā)的，它在設計之初就考慮到了小巧、高性能和高效率，因此比較適合于工控領域的簡單應用；而MicroWindows和Qt/Embedded則偏重于便攜式和手持PC/Device的需求。MiniGUI是由我國開發(fā)的，中文的支持文檔比較多，大都可以從飛漫公司的網(wǎng)站()上免費獲得；而MicroWindows和Qt/Embedded均是外國項目，相對來說發(fā)展得較成熟，文檔大多