分享到：標(biāo)簽：Qt圖形編程 嵌入式GUI Linux 操作系統(tǒng)
　　12.1 嵌入式GUI簡(jiǎn)介
　　目前的桌面機(jī)操作系統(tǒng)大多有著美觀(guān)、操作方便、功能齊全的GUI（圖形用戶(hù)界面），例如KDE或者GNOME。GUI（圖形用戶(hù)界面）是指計(jì)算機(jī)與其使用者之間的對(duì)話(huà)接口，可以說(shuō)，GUI是當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的重大成就。它的存在為使用者提供了友好便利的界面，并大大地方便了非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)的使用，使得人們從繁瑣的命令中解脫出來(lái)，可以通過(guò)窗口、菜單方便地進(jìn)行操作。
　　而在嵌入式系統(tǒng)中，GUI的地位也越來(lái)越重要，但是不同于桌面機(jī)系統(tǒng)，嵌入式GUI要求簡(jiǎn)單、直觀(guān)、可靠、占用資源小且反應(yīng)快速，以適應(yīng)系統(tǒng)硬件資源有限的條件。另外，由于嵌入式系統(tǒng)硬件本身的特殊性，嵌入式GUI應(yīng)具備高度可移植性與可裁減性，以適應(yīng)不同的硬件條件和使用需求。總體來(lái)講，嵌入式GUI具備以下特點(diǎn)：
　　n 體積小；
　　n 運(yùn)行時(shí)耗用系統(tǒng)資源小；
　　n 上層接口與硬件無(wú)關(guān)，高度可移植；
　　n 高可靠性；
　　n 在某些應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)具備實(shí)時(shí)性。
　　UNIX環(huán)境下的圖形視窗標(biāo)準(zhǔn)為X Window System，Linux是類(lèi)UNIX系統(tǒng)，所以頂層運(yùn)行的GUI系統(tǒng)是兼容X標(biāo)準(zhǔn)的XFree86系統(tǒng)。X標(biāo)準(zhǔn)大致可以劃分X Server、Graphic Library（底層繪圖函數(shù)庫(kù)）、Toolkits、Window Manager等幾大部分。其好處是具有可擴(kuò)展性、可移植性等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于嵌入式系統(tǒng)而言無(wú)疑太過(guò)龐大、累贅、低效。目前流行的嵌入式GUI與X思路不同，這些GUI一般不局限于X標(biāo)準(zhǔn)，更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的空間和效率。
　　12.1.1 Qt/Embedded
　　表12.1歸納了Qt/Embedded的一些優(yōu)缺點(diǎn)。
　　表12.1 Qt/Embedded分析
　　Qt/Embedded分析
　　優(yōu)點(diǎn)以開(kāi)發(fā)包形式提供包括了圖形設(shè)計(jì)器、Makefile 制作工具、字體國(guó)際化工具、Qt的C++類(lèi)庫(kù)等
　　跨平臺(tái)支持Microsoft Windows 95/98/2000、Microsoft Windows NT、MacOS X、Linux、Solaris、HP-UX、Tru64 （Digital UNIX）、Irix、FreeBSD、BSD/OS、SCO、AIX等眾多平臺(tái)
　　類(lèi)庫(kù)支持跨平臺(tái)Qt類(lèi)庫(kù)封裝了適應(yīng)不同操作系統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)細(xì)節(jié)，這正是Qt的魅力所在
　　模塊化可以任意裁減
　　缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)也過(guò)于復(fù)雜臃腫，很難進(jìn)行底層的擴(kuò)充、定制和移植例如：
　　· 盡管Qt/Embedded聲稱(chēng)，它最小可以裁剪到幾百KＢ，但這時(shí)的Qt/Embedded庫(kù)已經(jīng)基本失去了使用價(jià)值
　　· 它提供的控件集沿用了PC風(fēng)格，并不太適合許多手持設(shè)備的操作要求
　　· Qt/Embedded的底層圖形引擎只能采用framebuffer，只是針對(duì)高端嵌入式圖形領(lǐng)域的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的
　　· 由于該庫(kù)的代碼追求面面俱到，以增加它對(duì)多種硬件設(shè)備的支持，造成了其底層代碼比較凌亂，各種補(bǔ)丁較多的問(wèn)題
　　12.1.2 MiniGUI
　　提起國(guó)內(nèi)的開(kāi)源軟件，就肯定會(huì)提到MiniGUI，它由魏永明先生和眾多志愿者開(kāi)發(fā)，是一個(gè)基于Linux的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)的輕量級(jí)圖形用戶(hù)界面支持系統(tǒng)。
　　MiniGUI分為最底層的GAL層和IAL層，向上為基于標(biāo)準(zhǔn)POSIX接口中pthread庫(kù)的Mini-thread架構(gòu)和基于Server/Client的Mini-Lite架構(gòu)。其中前者受限于thread模式對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的可靠性——進(jìn)程中某個(gè)thread的意外錯(cuò)誤可能導(dǎo)致整個(gè)進(jìn)程的崩潰，該架構(gòu)應(yīng)用于系統(tǒng)功能較為單一的場(chǎng)合。Mini-Lite應(yīng)用于多進(jìn)程的應(yīng)用場(chǎng)合，采用多進(jìn)程運(yùn)行方式設(shè)計(jì)的Server/Client架構(gòu)能夠較好地解決各個(gè)進(jìn)程之間的窗口管理、Z序剪切等問(wèn)題。MiniGUI還有一種從Mini-Lite衍生出的standalone運(yùn)行模式。與Lite架構(gòu)不同的是，standalone模式一次只能以窗口最大化的方式顯示一個(gè)窗口。這在顯示屏尺寸較小的應(yīng)用場(chǎng)合具有一定的應(yīng)用意義。
　　MiniGUI的IAL層技術(shù)SVGA lib、LibGGI、基于framebuffer的native圖形引擎以及啞圖形引擎等，對(duì)于Trolltech公司的QVFB在X Window下也有較好的支持。IAL層則支持Linux標(biāo)準(zhǔn)控制臺(tái)下的GPM鼠標(biāo)服務(wù)、觸摸屏、標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)等。
　　MiniGUI下豐富的控件資源也是MiniGUI的特點(diǎn)之一。當(dāng)前MiniGUI的最新版本是1.3.3。在該版本的控件中已經(jīng)添加了窗口皮膚、工具條等桌面GUI中的高級(jí)控件支持。對(duì)比其他系統(tǒng)，“Mini”是MiniGUI的特色，輕量、高性能和高效率的MiniGUI已經(jīng)應(yīng)用在電視機(jī)頂盒、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、掌上電腦等諸多場(chǎng)合。
　　12.1.3 Microwindows、Tiny X等
　　Microwindows Open Source Project成立的宗旨在于針對(duì)體積小的裝置，建立一套先進(jìn)的視窗環(huán)境，在Linux桌面上通過(guò)交叉編譯可以很容易地制作出Microwindows的程序。Microwindows能夠在沒(méi)有任何操作系統(tǒng)或其他圖形系統(tǒng)的支持下運(yùn)行，它能對(duì)裸顯示設(shè)備進(jìn)行直接操作。這樣，Microwindows就顯得十分小巧，便于移植到各種硬件和軟件系統(tǒng)上。
　　然而Microwindows的免費(fèi)版本進(jìn)展一直很慢，幾乎處于停頓狀態(tài)，而且至今為止，國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何一家對(duì)Microwindows提供全面技術(shù)支持、服務(wù)和擔(dān)保的專(zhuān)業(yè)公司。
　　Tiny X Server是XFree86 Project的一部分，由Keith Pachard發(fā)展起來(lái)的，而他本身就是XFree86專(zhuān)案的核心成員之一。一般的X Server都過(guò)于龐大，因此Keith Packard就以XFree86為基礎(chǔ)，精簡(jiǎn)而成Tiny X Server，它的體積可以小到幾百KB，非常適合應(yīng)用于嵌入式環(huán)境。
　　就純X Window System搭配Tiny X Server架構(gòu)來(lái)說(shuō)，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是具有很好的彈性開(kāi)發(fā)機(jī)制，并能大大提高開(kāi)發(fā)速度。因?yàn)榕c桌面的X架構(gòu)相同，因此相對(duì)于很多以Qt、GTK+、FLTK等為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的軟件可以很容易地移植過(guò)來(lái)。
　　雖然移植方便，但是卻有體積大的缺點(diǎn)，由于很多軟件本來(lái)是針對(duì)桌面環(huán)境開(kāi)發(fā)的，因此無(wú)形之中具備了桌面環(huán)境中很多復(fù)雜的功能。因此“調(diào)校”變成采用此架構(gòu)最大的課題，有時(shí)候重新改寫(xiě)可能比調(diào)校所需的時(shí)間還短。
　　表12.2總結(jié)了常見(jiàn)GUI的參數(shù)比較。
　　表12.2 常見(jiàn)GUI參數(shù)比較
　　名 稱(chēng)
　　參 數(shù)MiniGUIOpenGUIQt/Embedded
　　API（完備性）Win32（很完備）私有（很完備）Qt（C＋＋）（很完備）
　　函數(shù)庫(kù)的典型大小300KB300KB600KB
　　移植性很好只支持x86平臺(tái)較好
　　授權(quán)條款LGPLLGPLQPL/GPL
　　系統(tǒng)消耗小最小最大
　　操作系統(tǒng)支持LinuxLinux，DOS，QNXLinux
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