近幾年，隨著嵌入式系統(tǒng)的日益發(fā)展和32位嵌入式處理器以及圖形顯示設備的廣泛應用，目標產(chǎn)品對GUI(圖形用戶界面)的需求越來越多。由于嵌入式系統(tǒng)一般實時性要求很高，所以嵌入式系統(tǒng)下的GUI需要具有輕量級型、占用資源少、高性能等特點。此外，嵌入式系統(tǒng)往往是一種定制設備，它對GUI的需求各不相同，因此，GUI必須也可以定制。而MiniGUI是一個非常適合實時嵌入式產(chǎn)品的高效、可靠、可定制、小巧靈活的圖形用戶界面支持系統(tǒng)，被廣泛的應用于高端科技產(chǎn)品中。利用MiniGUI開發(fā)出良好的人機交互界面已成為嵌入式開發(fā)中的迫切需求。本文實現(xiàn)了在ARM-Linux環(huán)境下進行基于QVFB的MiniGUI的模擬開發(fā)、調試，通過在PC機上的仿真模擬，將應用程序完成之后，利用交叉編譯工具編譯產(chǎn)生在目標機上運行的代碼，然后把MiniGUI和可執(zhí)行應用程序移植到S3C2410目標板上，這樣既節(jié)省了開發(fā)時間，又提高了開發(fā)效率和質量。

1 MiniGUI的特點和體系結構

MiniGUI項目的最初目標是為基于Linux的實時嵌入式操作系統(tǒng)提供一個輕量級的圖像用戶界面支持系統(tǒng)。作為操作系統(tǒng)和應用程序之間的中間件，MiniGUI將底層操作系統(tǒng)與硬件平臺之間的差別隱藏起來，并對上層應用程序提供了一致的功能特性。

1.1MiniGUI的特點

(1)占用資源少：MiniGUI本身占用的空間非常小，整個MiniGUI系統(tǒng)占用空間在2～4MB，在某些系統(tǒng)上，MiniGUI系統(tǒng)本身所占用的空間可進一步縮小到1MB以內。

(2)高性能、高可靠性：MiniGUI良好的體系結構及優(yōu)化的圖形接口，可確保最快的圖形繪制速度。

(3)可定制配置：和Linux內核類似，MiniGUI也具有大量的編譯配置選項，通過這些選項可指定MiniGUI庫中包括哪些用戶所需要的功能。

(4)跨操作系統(tǒng)支持：MiniGUI支持Linux/uClinux、eCos、uC/OS-II、VxWorks等嵌入式操作系統(tǒng)。同時，在不同操作系統(tǒng)上的MiniGUI，提供完全兼容的API接口。

1.2MiniGUI的體系結構

從整體結構上看，MiniGUI采用的是分層設計的，結構如圖1所示。

圖1 MiniGUI的分層體系結構

在最底層，GAL(圖形抽象層)和IAL(輸入抽象層)及鼠標和鍵盤的驅動;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API，即編程接口。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，而Pthread用于提供內核級線程支持的C函數(shù)庫。利用GAL和IAL，大大提高了MiniGUI的可移植性，并且使程序開發(fā)和調試變得更加容易。

2 MiniGUI在QVFB上的仿真應用

MiniGUI能夠在PC機上運行，也能夠移植到目標板上運行。在運行Linux的PC機上，MiniGUI應用程序可以通過以下兩種方式運行：

(1)在X-Window上，在虛擬Frame Buffer的QVFB中運行;

(2) 在Linux的字符控制臺上，在Linux內核提供的FrameBuffer驅動上運行;

這里主要介紹MiniGUI在QVFB中的仿真運行。QVFB是Qt(Qt是Linux窗口管理器KDE使用的底層函數(shù)庫)提供的一個虛擬FrameBuffer工具，該程序是基于Qt開發(fā)的。

2.1 建立MiniGUI在Linux上的運行環(huán)境

在Linux環(huán)境下，將已經(jīng)下載好的壓縮安裝文件qvfb-1.0.tar.gz復制到/opt目錄下，在該目錄下解壓，利用 make install命令把QVFB安裝到系統(tǒng)默認的/usr/local/bin目錄下。在X-Window環(huán)境下，打開終端，鍵入 qvfb&命令，啟動QVFB模擬程序。接下來對QVFB的運行環(huán)境進行配置，這里配置為640×480，Depth為16bit。QVFB提供了一種軟件的方法，通過這種方法，可以看到自己的圖像應用程序在PC上運行的效果。它能模擬不同的分辨率及顯示的顏色數(shù)，因此可以模擬目標機上的嵌入式顯示屏，從而大大方便了應用程序的開發(fā)與調試。

2.2 安裝資源文件和配置MiniGUI的庫文件

在Linux環(huán)境下，將已下載好的壓縮資源文件

minigui-res-1.3.3.tar.gz(該文件包含字體、光標、圖標、位圖等資源)復制到/opt/emulation目錄下(emulation目錄為新創(chuàng)建的目錄)，然后運行./configure腳本成功通過，就可以執(zhí)行make和make install命令，將資源文件安裝到系統(tǒng)默認的/usr/local/lib/minigui/res目錄中。將下載好的壓縮庫文件libminigui-1.3.3.tar.gz復制到/opt/emulation目錄下，輸入解壓縮命令然后進入解壓后的目錄，在該目錄下輸入make menuconfig，啟動圖像界面的配置工具，當配置完成后，輸入make對庫文件進行重新編譯，如果編譯成功，輸入 make install命令，將MiniGUI庫安裝到默認的/usr /local/lib/目錄下。接下來，查看文件 /etc /ld.so.conf，如果文件中沒有/usr/local/lib這一行，將該行添加到文件的最后，然后執(zhí)行l(wèi)dconfig。

2.3 MiniGUI在QVFB上的仿真

將已下載的mg-samples-1.3.1和mde -1.3.0.tar.gz復制到/opt/emlation/目錄下，在終端下進入該目錄，依次執(zhí)行./configure和make命令，將這些示例程序編譯成能夠在QVFB上可執(zhí)行的程序。首先修改/usr/local /etc目錄下的配置文件MiniGUI.cfg，將gal_engine=fbcon改為 gal_engine=qvfb，ial_engine=console改為ial_engine=qvfb。然后使用qvfb&命令啟動 qvfb，運行/opt /emulation /mg-samples/src目錄中的可執(zhí)行程序，如bomb，即可看到運行在QVFB內的 MiniGUI程序，如圖2所示：

圖2 MiniGUI在QVFB上的仿真

3 MiniGUI在S3C2410上的移植

3.1安裝MiniGUI資源文件

在PC機的/opt目錄下創(chuàng)建target目錄，將資源文件minigui-res- 1.3.3.tar.gz復制到/opt/target目錄下進行解壓，編輯/opt/target /minigui-res-1.3.3目錄下的 config.linux文件，將“TOPDIR=”改為“TOPDIR= /opt /target/minigui”，保存退出。然后輸入 make install將資源文件安裝在/opt/target /minigui /usr/local/lib/minigui/res目錄下。同時把/opt/target/minigui/usr/local/lib目錄下的minigui目錄復制到需要制作的文件系統(tǒng)的文件夾中。[!--empirenews.page--]

3.2 配置安裝MiniGUI庫文件

在編譯MiniGUI的庫文件libminigui -1.3.3之前，首先要正確安裝了交叉編譯器，即armv41-unknow-linux系列的交叉編譯器。使用交叉編譯器可以把libminigui-1.3.3庫文件編譯成一個動態(tài)鏈接庫，通過調用該動態(tài)鏈接庫，可以正確運行MiniGUI的應用程序。在/opt/target /libminigui-1.3.3下，輸入命令 make menuconfig進行配置。當配置完成后，保存退出。然后輸入make和make install，這樣就將交叉編譯后的MiniGUI庫文件安裝在/opt/host/armv41/armv41–unkn own-linux/lib目錄下，分別是libminigui- 1. 3.so.3.0.0和libmgext -1.3.so.3.0.0。同時，還有指向這些庫的符號鏈接，指向庫文件libminigui- 1.3.so.3.0.0的符號鏈接是libminigui -1.3.so.3和libminigui.so，指向庫文件libmgext- 1.3.so.3.0.0符號鏈接是libgext -1.3.so.3和lib-mgext.so。MiniGUI所使用的頭文件安裝在/opt /host/armv41/armv41 -unknown-linux/include/minigui文件夾內。同時在/opt/host /armv41/armv41-unknown– linux/etc/中還有一個minigui.cfg的配置文件。

3.3 MiniGUI的移植

將MiniGUI成功移植到S3C2410目標板上，一般要經(jīng)過以下幾個過程：

(1) 把MiniGUI庫文件libminigui-1.3. so.3.0.0和libgext -1.3.so.3.0.0，以及它們的符號鏈接文件，一同復制到要制作成cramfs文件系統(tǒng)的目錄root_tech中的/lib下。

(2) 把/opt/target/minigui/usr/local/lib下的minigui目錄復制到要制作cramfs文件系統(tǒng)的目錄中，比如放到該目錄的/usr/sbin/下。當嵌入式系統(tǒng)運行時，應用程序在該minigui目錄下調用相關的資源文件。

(3) 在root_tech文件夾內，用mkdir –p /opt/host/armv41/armv41-unknown-linux/ 命令創(chuàng)建一個目錄，然后使用命令ln –s /lib /opt/host/armv41/armv41-unknown-linux/lib創(chuàng)建符號鏈接，上述命令確保系統(tǒng)能夠找到正確的動態(tài)鏈接庫。

(4) 修改/opt/host/armv41/armv41–un known–linux/etc目錄下的MiniGUI.cfg文件，把存放資源的路徑改為root_tech目錄下對應的路徑，從而使應用程序能夠找到它使用的資源文件。例如，在PC機上的存放路徑為/usr/local/lib，那么在root_tech目錄下，如果把MiniGUI資源目錄放到了/usr/sbin下，則MiniGUI.cfg文件中的路徑必須由/usr /local/lib改為/usr/sbin/，同時還要將“ial_engine=console”改為“ial_engine =ads”。另外，將 [fbcon]下的“defaultmode =1024×768-16 bpp”改為“defaultmode =640×480-16 bpp”。將修改后的MiniGUI.cfg文件要放到root_tech目錄的/mnt/etc目錄下。

(5) 最后，把準備好的root_tech文件夾，利用mkcramfs命令生成cramfs文件系統(tǒng)，利用NFS網(wǎng)絡文件系統(tǒng)將生成的文件系統(tǒng)移植到S3C2410中。然后從minicom下進入可執(zhí)行文件所在的目錄/usr/sbin，可執(zhí)行程序bomb在S3C2410目標板上運行的結果如下圖 3所示：

圖3 MiniGUI在S3C2410開發(fā)板上運行

4結束語

本文將MiniGUI-1.3.3版本在ARM - Linux環(huán)境下，首先在QVFB中進行了仿真應用，同時經(jīng)過交叉編譯后成功的移植到了S3C2410開發(fā)板的硬件平臺上，試驗結果表明能夠穩(wěn)定可靠的運行，為后續(xù)基于圖形用戶界面程序的實際項目的開發(fā)與應用打下了基礎。隨著嵌入式產(chǎn)品應用領域的日益增長，基于MiniGUI開發(fā)出良好的人機交互界面，是嵌入式發(fā)展的趨勢，同時也擁有廣闊的市場前景。