嵌入式圖形用戶(hù)界面在S3C44B0X上的移植

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)操作系統接口S3C44B0X移植

1 引言
如今隨著(zhù)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化的迅速發(fā)展，嵌入式系統已被廣泛應用在消費電子、工業(yè)應用、軍事國防、網(wǎng)絡(luò )設備等領(lǐng)域。μC/GUI作為一個(gè)通用的嵌入式應用的圖形模塊，它在嵌入式系統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，它提供了豐富的資源，包括二維繪圖庫、多字體及可擴充字符集、Unicode、位圖顯示、多級RGB及灰度調整、動(dòng)畫(huà)優(yōu)化顯示、具有Windows風(fēng)格的對話(huà)框和預定義控件(按鈕、編輯框、列表框等)，以及對鍵盤(pán)、鼠標、觸摸屏等輸入設備和雙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)越廣泛地應用。

2 通用嵌入式圖形模塊uC/GUI
μC/GUI是一個(gè)通用的嵌入式應用的圖形模塊，它是美國Micrium公司開(kāi)發(fā)的一種高效的、與處理器和LCD控制器獨立的通用GUI，可以適用各種CPU和LCD，在單任務(wù)和多任務(wù)操作系統中，它都可以工作得很好。它具有驅動(dòng)接口層和應用層，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下。
2.1 μC/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)，并不限制與字節長(cháng)度的整數倍數地址。
(4) 所有程序在長(cháng)度和速度方面都進(jìn)行了優(yōu)化，結構清晰。
(5) 對于慢速的LCD控制器，可以使用緩沖存儲器減少訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間，提高顯示速度。
因為μC/GUI具有這些優(yōu)點(diǎn)，它越來(lái)越受到更多嵌入式設計者的青睞。
2.2 μC/OS-II介紹
在嵌入式系統的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，選擇操作系統與選擇開(kāi)發(fā)平臺一樣的重要。雖然不是一個(gè)完整的實(shí)時(shí)操作系統，只是一個(gè)實(shí)時(shí)內核，但與其它操作系統比起來(lái)它具有很多優(yōu)點(diǎn)因而得到了廣泛的應用。首先它是一種結構簡(jiǎn)單、源代碼公開(kāi)的操作系統，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)，對于嵌入式設計者來(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。設計者還可以根據系統應用程序的需要對μC/OS-II進(jìn)行相應的裁剪來(lái)減少產(chǎn)品中的μC/OS-II所需的存儲器空間，這可以通過(guò)條件編譯來(lái)實(shí)現。
2.3 μC/GUI接口
μC/GUI 是運行于操作系統之上的程序，它既需要與操作系統的協(xié)調，又需要與各種輸入輸出設備的協(xié)調，來(lái)實(shí)現用戶(hù)層與應用程序層的聯(lián)結，即通過(guò)輸入設備接收用戶(hù)請求、通過(guò)輸出設備反映微處理器的響應。因此在這一過(guò)程中GUI至少要與3個(gè)對象打交道:輸入設備、輸出設備和操作系統。因此μC/GUI接口主要包括2 個(gè)，與操作系統的接口和與輸入輸出設備的接口，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。
對于操作系統，GUI作為操作系統的一個(gè)顯示任務(wù)接受操作系統的調度，μC/GUI提供了與操作系統的接口支持。與操作系統的接口主要解決系統實(shí)時(shí)性的要求。對于用戶(hù)輸入，μC/GUI提供了鍵盤(pán)、鼠標以及觸摸屏等支持，對于輸出設備GUI反映微處理器的響應給用戶(hù)是通過(guò)LCD輸出圖像來(lái)完成的，對于不同型號和顯示原理的LCD要編制相應的驅動(dòng)程序。

3 uC/GUI在基于S3C44B0X的μC/OS-II上移植
3.1 S3C44B0X 微處理器和開(kāi)發(fā)平臺簡(jiǎn)介
這里硬件開(kāi)發(fā)平臺的微處理器選擇三星公司的S3C44B0X，實(shí)時(shí)操作系統選擇移植性較強的μC/OS-II。
S3C44B0X 微處理器是三星公司專(zhuān)為手持設備和一般應用提供的一款高性?xún)r(jià)比的微處理器解決方案，它采用ARM 7TDM I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。
移植的目標平臺的液晶模塊使用320×240分辨率, 通過(guò)總線(xiàn)的形式連接在S3C44B0X的Bank3上, 并在系統的內存區開(kāi)辟了一塊內存作為液晶顯示的后臺緩存。
要成功將μC/GUI移植到該平臺上一般要解決以下幾方面的問(wèn)題。
3.2 μC/GUI與操作系統的接口相關(guān)部分的修改
μC/GUI 在與μC/OS-II結合應用時(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，在操作系統進(jìn)行任務(wù)切換時(shí)一個(gè)GUI任務(wù)對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)對上下文的操作是在被中斷任務(wù)的上下文基礎上進(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在設計時(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)鍵區域入口設置GUI_X_Lock()以獲得專(zhuān)一訪(fǎng)問(wèn)權，用完后在出口處設置GUI_X_ Unlock()讓出資源，達到多個(gè)GUI任務(wù)對同一數據在關(guān)鍵區域內訪(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實(shí)現資源互斥的系統調用對上述宏進(jìn)行替換，這涉及到3個(gè)任務(wù)調度函數的重新定義:
void GUI_X_InitOS (void);
/*任務(wù)初始化*/
void GUI_X_Lock (void);
/*任務(wù)鎖定*/
void GUI_X_Unlock (void);
/*任務(wù)解鎖*/
此外μC/GUI還用到μC/OS-II中的延時(shí)調用，通過(guò)在GUI_X_Delay()中調用μC/OS-II的OSTimeDly()實(shí)現延時(shí)和任務(wù)切換。這涉及到2個(gè)系統時(shí)間接口函數的定義:
int GUI_X_GetTime (void);
/*取系統時(shí)間*/
void GUI_X_Delay (int ms);
/*延時(shí)函數*/

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