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GUI在NiosII上的移植设计研究

发布时间:2020-06-30 18:04:47 阅读: 来源:切片机厂家

便携式医疗监护仪已成为人们日常生活中不可缺少的一部分。便携式设备是由硬件与软件紧凑组合的一个单元模块,是一种体积小、智能化程度高、功能全、使用灵活、操作方便的便携机,适合家庭使用、外出携带等用途。为了使便携式心电监护仪实现友好的人机交互和更加方便的显示,这里提出一种GUI界面系统设计,就是在基于NiosⅡ处理器的嵌入式平台上实现μC/GUI的移植,使之实现系统功能。1 μC/GUI的系统移植1.1 μC/GUI简介及可移植性分析μC/GUI是Micrium公司开发的通用的嵌入式图形用户界面软件,其中图形用户接口GUI(Graphical User Interface)。该界面软件被设计用于为任何使用一个图形LCD的应用提供一个有效的不依赖于处理器和LCD控制器的图形用户接口。它能工作于单任务或多任务的系统环境下。μC/GUI适用于使用任何LCD控制器和CPU的任何尺寸的物理和虚拟显示,具有源代码开放及模块化设计的特点。μC/GUI的代码全部用ANSI的C语言编写的,具有很强的移植性。由于μC/GUI采用分层结构,即具有驱动接口层和应用层,因此可方便地移植到各种 CPU下使用。μC/GUI对各类图像LCD显示器具有良好的支持,并且有常见的2D图形库和窗口管理功能,而且消耗较少的系统资源,占用RAM和ROM 的空间很小。在典型的应用中,μC/GUI需要的资源如表1所示。由表1可见,运行μC/GUI需要的系统资源不是很多,并支持几乎所有类型的CPU与大多数的LCD模块,μC/GUI的源代码规模适中,移植过程中可将不需要的代码进行剔除,而且结构层次清晰,因此适合用于嵌入式系统中。1.2 μC/GUI移植原理

本文引用地址:嵌入式用户图形界面系统μC/GUI与嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ都是美国Micrium公司产品,μC/GUI能更轻易地在 μC/OS-Ⅱ上应用,实现与μC/0S-Ⅱ的无缝结合。在NiosⅡ嵌入式系统中,Altera公司已经将μC/OS-Ⅱ操作系统移植成功并且提供使用,所做的工作是将μC/GUI移植到NiosⅡ嵌入式平台之上,使其能与μC/OS-Ⅱ操作系统结合使用,采用μC/GUI 3.98版本的源代码进行移植。μC/GUI的软件体系结构如图1所示,μC/GUI函数库为用户程序提供GUI接口,包含的函数有文本、数值、二维图形、输入设备以及各种窗口对象。其中,输入设备可以是键盘、鼠标或触摸屏;二维图形包括图片、直线、多边形、圆、椭圆、圆弧等;窗口对象包括按钮、编辑框、进度条、复选框等。μC/GUI函数库可以通过GUIConf.h文件进行配置,包括内存设备,窗口管理器,支持操作系统、触摸屏,以及配置动态内存的大小等。在移植中,需要根据系统需要以外设所支持的功能对GUIConf.h文件进行配置。在LCDConf.h文件中定义了与硬件有关的各种属性,如液晶的大小、颜色以及与液晶的接口函数。而LCD驱动文件则负责把μC/GUI的各种函数解释成LCDConf.h文件定义的液晶接口函数,这个文件与具体的硬件连接无关。在移植时,需要对LCDConf.h文件进行配置,并针对LCD控制器编写相应的LCD驱动文件。2 μC/GUI在NiOSⅡ上的移植设计2.1 TFT LCD IP核结构μC/GUI的移植是基于IP核的移植,编写TFT LCD控制器,所以移植时,在底层配置文件,参数的配置要和TFT LCDIP的相关参数相匹配,否则不可能移植成功,该IP核的结构如图2所示。液晶屏采用台湾统宝公司的TRDB_LCM 3.6寸屏,该屏的分辨率是320x240,支持24位色,也就是RGB888模式,但是由于Avalon总线支持传输数据宽度的差异,因此只用16位色,即RGB为565的模式。由于DE2-70有2个32 MB的SDRAM,所以拿使用其中一块作为数据的存储器,Nio-sⅡ处理器将图像数据写入该SDRAM中,在NiosⅡIDE中用软件控制缓冲器的开启,当开启缓冲器之后,该BUFFER会源源不断地读取SDRAM中的数据,为避免读数据和NiosⅡ处理器向其中写入数据时发生冲突,Avalon总线自动在二者之间加入了一个Arbitrator仲裁模块来决定执行哪个操作。配置LCD采用3线串行总线配置LCD,缓冲器以Avalon存储器映像主机的方式从SDRAM中读取数据,然后以Avalon Streaming Soume的方式把这些数据传送到LCD控制器上,LCD控制器是以Avalon Streaming Sink的方式接收从缓冲器传来的数据,LCD控制器生成时序,在适当时候将数据送出到TFT LCD屏上显示。2.2 移植过程2. 2.1 μC/GUI的文件组织结构μC/GUI是以ANSI C源码包的形式提供的。源码包由配置文件目录(Config)和库函数目录(GUI)2个文件目录组成。在Config目录中包含了LCDConf.h、GUITouchConf.h、GUIConf.h 3个配置文件,这3个文件分别用于LCD底层接口的配置、触摸屏底层接口的配置以及μC/GUI自身的配置。在GUI目录中的库函数文件按照不同功能又分成若干子目录如图3所示,各子目录所实现的功能如表2所示。

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