引言

嵌 入式GUI為嵌入式系統提供了一種應用于特殊場合的人們交互接口。嵌入式GUI要求簡單、直觀、可靠、占用資源小且反應快速，以適應系統硬件資源有限的條 件。另外，由于嵌入式系統硬件本身的特殊性，嵌入式GUI應具備高度可移植性與可裁減性，以適應不同的硬件條件和使用需求。總體來講，嵌入式GUI具備以 下特點：

*體積小；

*運行時耗用系統資源小；

*上層接口與硬件無關，高度可移植；

*高可靠性；

*在某些應用場合應具備實時性。

1 基于嵌入式Linux的GUI系統底層實現基礎

一 個能夠移植到多種硬件平臺上的嵌入式GUI系統，應用至少抽象出兩類設備：基于圖形顯示設備（如VGA卡）的圖形抽象層GAL（Graphic Abstract Layer），基于輸入設備（如鍵盤，觸摸層等）的輸入抽象層IAL（Input Abstract Layer）。GAL層完成系統對具體的顯示硬件設備的操作，極大程度上隱蔽各種不同硬件的技術實現細節，為誚程序開發人員提供統一的圖形編程接口。 IAL層則需要實現對于各類不同輸入設備的控制操作，提供統一的調用接口。GAL層與IAL層的設計概念，可以極大程序地提高嵌入式GUI的可移植性，如 圖1所示。

目前應用于嵌入式Linux系統中比較成熟，功能也比較強大的GUI系統底層支持庫有SVGA lib、LibGGI、Xwindow、framebuffer等。

2 三種嵌入式GUI系統的分析與比較

2．1 Microwindows

Microwindows是一個典型的基于Server/Clinent體系結構的GUI系統，基本分為三層，如圖2所示。

最 底層是面向圖形顯示和鍵盤、鼠標或觸摸屏的驅動程序；中間層提供底層硬件的抽象接口，并進行窗口管理；最高層分別提供兼容于X Window和ECMA APIW（Win32子集）的API。其中使用Nano-X接口的API與X接口兼容，但是該接口沒有提供窗口管理，如窗口移動和窗口剪切等高級功能，系 統中需要首先啟動nano-X的Server程序nanoxserver和窗口管理程序nanowm。用戶程序連接nano-X的Server獲得自身的 窗口繪制操作。使用ECMA APIW編寫的應用程序無需nanox-server和nanowm，可直接運行。

Microwindows 提供了相對完善的圖形功能和一些高級的特性，如Alpha混合、三維支持和TrueType字體支持等。該系統為了提高運行速度，也改進了基于 Socket套接字的X實現模式，采用了基于消息機制的Server/Client傳輸機制。Microwindows也有一些通用的窗口控件，但其圖形 引擎存在許多問題，可以歸納如下：

*無任何硬件加速能力；

*圖形引擎中存在許多低效算法，如在圓弧圖函數的逐點判斷剪切的問題。

由于該項目缺乏一個強有力的核心代碼維護人員，2003年Microwindows推出版本0.90后，該項目的發展開始陷于停滯狀態。

2.2 MiniGUI

MiniGUI是由國內自由軟件開發人員設計開發的，目標是為基于Linux的實時嵌入式系統提供一個輕量級的圖形用戶界面支持系統。MiniGUI的體系架構如圖3所示。

MiniGUI 分為最底層的GAL層和IAL層，向上為基于標準POSIX接口中pthread庫的Mini-thread架構和基于Server/Client的 Mini-Lite架構。其中前者受限于thread模式對于整個系統的可靠性影響——進程中某個thread的意外錯誤可能導致整個進程的崩潰，該架構 應用于系統功能較為單一的場合。Mini-Lite應用于多進程的應用場合，采用多進程運行方式設計的Server/Client架構能夠較好地解決各個 進程之間的窗口管理、Z序剪切等問題。MiniGUI還有一種從Mini-Lite衍生出的standalone運行模式。與Lite架構不同的 是，standalone模式一次只能以窗口最大化的方式顯示一個窗口。這在顯示屏尺寸較小的應用場合具有一定的應用意義。
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