嵌入式第10章案例分析.ppt

　　　　10.1 Linux图形开发基础　　本节简单介绍图形用户界面GUI的一般架构，主要讨论嵌入式Linux图形开发的基础知识，包括GUI的底层支持库和高级函数库，为后面的进一步叙述奠定基础。 10.1.1 GUI的一般架构　　GUI是Graphical User Interface的简称，即图形用户界面。图形用户界面(GUI)是计算机系统中最为成熟的人机交换技术，是计算机与用户之间的对话接口。它是一个图形组成的用户界面。比如，Windows界面、OS2界面等都是GUI。　　GUI系统在逻辑上一般可分为以下几层：　　(1) 最底层I/O设备驱动：直接与输入硬件打交道，完成I/O设备的驱动，包括显示设备驱动、鼠标驱动、键盘驱动等，构成了GUI的硬件基础。 　　(2) 中间层图形引擎：直接和最底层I/O设备驱动打交道，主要完成一些图形操作和图形管理，如画点、画线、区域填充、画窗口及按钮等。　　(3) 最上层GUI应用程序接口(API)：是提供给程序员的编程接口，以快速开发GUI应用程序。　　GUI是嵌入式系统中的一个重要问题，越来越多的嵌入式系统要求提供全功能的Web浏览器，而这就要求有一个高性能、高可靠的GUI支持。由于嵌入式系统本身的特殊性，嵌入式GUI要求简单、直观、可靠、占用资源小且反应快速，以适应系统硬件资源有限的条件。 　　另外，GUI还应具备高度可移植性与可裁减性，以适应不同的硬件条件和使用需求。总体来讲，嵌入式GUI应具备以下特点：　　(1) 体积小；　　(2) 耗用系统资源小；　　(3) 上层接口与硬件无关，高度可移植；　　(4) 高可靠性；　　(5) 在某些应用场合应具备实时性。 10.1.2 嵌入式GUI底层支持库　　一个能够移植到多种硬件平台上的嵌入式GUI系统，应至少抽象出两类设备：　　(1) 图形抽象层(Graphic Abstract Layer，GAL)：基于图形显示设备，完成系统对具体显示硬件设备的操作，为程序开发人员提供统一的图形设备编程接口。　　(2) 输入抽象层(Input Abstract Layer，IAL)：基于输入设备，实现对不同输入设备的控制操作，提供统一的调用窗口。嵌入式GUI底层实现基础如图10-1所示。　　目前应用于嵌入式Linux系统中比较成熟、功能比较强大的GUI系统底层支持库有X Window、FrameBuffer、SVGA Lib、LibGGI等。 图10-1 嵌入式GUI底层实现基础 　　1. ?X Window　　X Window是Unix的图形界面标准，它是以斯坦福的图形化操作系统W Windows System为基础而发展起来的一套网络透明窗口系统。X Window系统是目前Linux系统中处于主导地位的桌面图形系统。所有Linux版本的图形界面标准均遵循X Window，简称X。　　X Window采用标准的客户端/服务器(Client/Server)模式，即参与运行的主体为客户端(X Client)和服务端(X Server)。它由X Server、X Client、X协议、Xlib函数库等组成。 　　(1) ?X Server：主要是控制I/O设备的程序，对显示器的输出、键盘和鼠标的输入进行管理，接收输入设备的信息，并将其传给X Client，而将X Client传来的信息输出到屏幕上，提供显示功能。　　(2) ?X Client：也称客户程序，是应用程序的核心部分，与硬件无关。它位于后端，提供处理功能。　　(3) ?X协议：是X Window系统中各单元间通信的标准，主要负责X Client与X Server间的通信。　　(4) ?Xlib函数库：X Window客户程序的功能是通过调用Xlib中的函数实现的。 　　X Window的这种工作方式为用户提供了两个重要的特性：一个是平台无关性，即应用程序可以在任何其他平台的服务器上显示其界面；另一个是网络透明性，是指服务器和客户端之间通信协议的运作对计算机网络是透明的，客户端和服务器可以在同一台计算机上，也可以不是，一个应用程序不管是在本地运行，还是在远程某台机器上运行，都可以实现在本地显示。 　　2. ?FrameBuffer　　FrameBuffer是一种独立于硬件的抽象图形设备，是Linux抽象出来的供用户态进程实现直接写屏的设备。它模仿显卡的功能，将显卡硬件结构抽象化。用户可以将FrameBuffer看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间之后，就可以直接进行读/写操作，而写操作可以立即反映在屏幕上。　　FrameBuffer设备提供了若干ioctl命令，通过这些命令，可以获得显示设备的一些固定信息(如显存大小)、与显示模式相