基于MiniGUI的多進(jìn)程圖形用戶界面的研究

2圖形用戶界面的開發(fā)重點(diǎn)

2.1 圖形用戶界面的窗口管理

MiniGUI提供了豐富的圖形構(gòu)件，如窗口、對(duì)話框、控件等，能夠?qū)崿F(xiàn)各種應(yīng)用功能。MiniGUI本身是基于事件驅(qū)動(dòng)的圖形用戶界系統(tǒng)，所謂事件是指當(dāng)用戶進(jìn)行窗口操作時(shí)，如移動(dòng)鼠標(biāo)、單擊鼠標(biāo)、進(jìn)行鍵盤輸入的功能，這些動(dòng)作會(huì)觸發(fā)一個(gè)相應(yīng)的“事件”，并由支持系統(tǒng)收集，以特定方式翻譯為消息。應(yīng)用程序一般包含自己的消息隊(duì)列，以接受系統(tǒng)消息并建立循環(huán)，這樣的循環(huán)稱為消息循環(huán)。消息一般由代表消息類型的數(shù)和附加參數(shù)構(gòu)成。

多窗口系統(tǒng)在屏幕上要同時(shí)顯示多個(gè)應(yīng)用程序窗口，程序窗口之間會(huì)有相互重疊關(guān)系。所以GUI系統(tǒng)運(yùn)行后首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)根窗口，此窗口在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)由啟動(dòng)腳本運(yùn)行，是所有其他窗口的依附窗口。其他子窗口由用戶在根窗口內(nèi)點(diǎn)擊相應(yīng)圖標(biāo)產(chǎn)生，并且在子窗口內(nèi)可以繼續(xù)派生出自己的下一級(jí)子窗口，每個(gè)子窗口擁有一個(gè)窗口ID號(hào)，以標(biāo)示與上級(jí)窗口的派生關(guān)系，據(jù)此便可以追溯到根窗口，而不至于產(chǎn)生窗口管理的混亂。窗口之間的可以為同級(jí)或者上下級(jí)派生關(guān)系。相互間的邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示：

2.2 多任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配

由于嵌入式設(shè)備在硬件資源上的局限性，GUI系統(tǒng)對(duì)新的任務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)先級(jí)的分配和管理，以避免低運(yùn)行級(jí)任務(wù)造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。GUI系統(tǒng)優(yōu)先運(yùn)行級(jí)別較高的任務(wù)，對(duì)新產(chǎn)生的任務(wù)按照預(yù)定方式分配相應(yīng)的運(yùn)行級(jí)別，并與當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)級(jí)別進(jìn)行比較，如果新任務(wù)是最高運(yùn)行級(jí)別的任務(wù)，則掛起其他任務(wù)直到新任務(wù)處理結(jié)束；如果是相同運(yùn)行級(jí)別的任務(wù)則把新任務(wù)加入到運(yùn)行隊(duì)列的隊(duì)尾，由內(nèi)核分配CPU時(shí)間片和內(nèi)存資源，與其他的任務(wù)一起進(jìn)行多任務(wù)的并發(fā)處理；如果新任務(wù)運(yùn)行級(jí)別最低則將被放入到系統(tǒng)等待隊(duì)列中，直到其他任務(wù)處理完成再處理新任務(wù)。判斷流程如圖3示：

圖3運(yùn)行級(jí)別判斷流程圖

3嵌入式開發(fā)環(huán)境構(gòu)建

完整的嵌入式開發(fā)環(huán)境由嵌入式目標(biāo)板和宿主機(jī)構(gòu)成，兩者通過網(wǎng)線、計(jì)算機(jī)串口和JTAG連接。用戶程序在宿主機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行開發(fā)，交叉編譯過的程序燒寫到開發(fā)板中的Flash芯片中。

3.1宿主機(jī)

宿主機(jī)安裝Redhat9.0操作系統(tǒng)、MiniGUI開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具集。工具集包括交叉編譯器gcc、調(diào)試器gdb、C函數(shù)庫glibc和二進(jìn)制工具集binutils。

3.2 目標(biāo)板

1）引導(dǎo)程序（Boot Loader）

是系統(tǒng)復(fù)位后執(zhí)行的一段代碼，首先完成系統(tǒng)硬件的初始化，包括時(shí)鐘設(shè)置、存儲(chǔ)區(qū)影射等，然后跳轉(zhuǎn)到操作系統(tǒng)內(nèi)核的入口，將系統(tǒng)控制權(quán)交給操作系統(tǒng)。 Boot Loader獨(dú)立于操作系統(tǒng)而高度依賴系統(tǒng)硬件，必須自行設(shè)計(jì)。本文采用vivi作為系統(tǒng)的引導(dǎo)程序。其啟動(dòng)分為兩個(gè)階段：第一階段代碼采用匯編語言編寫，主要進(jìn)行與CPU以及存儲(chǔ)設(shè)備密切相關(guān)的工作，并進(jìn)行初始化；第二階段采用C語言編寫，來實(shí)現(xiàn)一般的流程及對(duì)板級(jí)的一些驅(qū)動(dòng)支持。

2）Linux內(nèi)核

一般的嵌入式操作系統(tǒng)如uClinux、uC/OS-II通常運(yùn)行在沒有MMU的CPU上，因此在進(jìn)程編程時(shí)具有較大的困難度，所以選擇具有完整 Unix特性的Linux作為操作系統(tǒng)。開發(fā)板采用打過補(bǔ)丁的Linux-2.4.18-rmk7的內(nèi)核，內(nèi)核和補(bǔ)丁可以從ARM的官方網(wǎng)站上下載。在配置內(nèi)核時(shí)去掉無關(guān)的功能以減少內(nèi)核大小，如SCSI、IrDA、手柄等。

3）根文件系統(tǒng)

嵌入式根文件系統(tǒng)（root filesystem）是嵌入式Linux系統(tǒng)的核心部分 ，包含系統(tǒng)使用的軟件和庫，以及所有用來為用戶提供支持架構(gòu)和用戶使用的應(yīng)用軟件，并作為存儲(chǔ)區(qū)讀寫結(jié)果的區(qū)域。