【正文】 臺(tái)開發(fā)和國際化開發(fā)的類庫和相應(yīng)的開發(fā)工具，更引人注目的是，目前Linux上最為流行的KDE桌面環(huán)境就是建立在QT庫的基礎(chǔ)之上的。Qt/Embedded是一個(gè)專門為小型設(shè)備提供圖形用戶界面的應(yīng)用框架和窗口系統(tǒng)，是高端嵌入式設(shè)備PDA及手機(jī)的主流開發(fā)工具。本章主要介紹嵌入式系統(tǒng)的概念，及Linux操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。目前國內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)的定義是“嵌入式系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)嵌入到某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)的一種計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)形式”。另外，它與多數(shù)Unix系統(tǒng)兼容，應(yīng)用程序的開發(fā)和移植相當(dāng)容易。僅僅將Windows OS加到你的產(chǎn)品中并實(shí)現(xiàn)商用是十分迅速的。嵌入式Windows的版權(quán)費(fèi)大約為每拷貝12~15美元。Linux則能給予使用者更多的選擇。但是Linux是開放源碼的，其發(fā)展速度十分迅速。本章主要介紹了常用的嵌入式GUI領(lǐng)域，其中被廣泛使用的是QT/Embedded、Microwindows和MiniGUI三種系統(tǒng)，并重點(diǎn)敘述選擇QT/Embedded作為開發(fā)工具的原因，及QT/Embedded應(yīng)用程序的運(yùn)行方式、開發(fā)環(huán)境及工具和工作模式的簡(jiǎn)要分析。其中Qt是挪威的Trolltech公司的旗艦產(chǎn)品，作為跨平臺(tái)的應(yīng)用程序框架，是開源左面系統(tǒng)KDE的基石。由于嵌入式開發(fā)人員對(duì)實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)在理解上的不同，使得這些GUI系統(tǒng)在接口定義、體系結(jié)構(gòu)、功能特性等方面存在很大差別，它們所采取的技術(shù)路線也有所不同。為什么 MiniGUI 能夠在如此眾多的嵌入式操作系統(tǒng)上運(yùn)行？這是因?yàn)?MiniGUI 具有良好的軟件架構(gòu)，通過抽象層將 MiniGUI 上層和底層操作系統(tǒng)隔離開來。 Microwindows 允許設(shè)計(jì)者輕松加入各種顯示設(shè)備、鼠標(biāo)、觸摸屏和鍵盤等。Microwindows 系統(tǒng)以圖形方式支持在主機(jī)平臺(tái)上的仿真目標(biāo)平臺(tái)。Microwindows支持窗口覆蓋和子窗口概念、完全的窗口和客戶區(qū)剪切、比例和固定字體，還提供了字體和位圖文件處理工具。在應(yīng)用程序開發(fā)上使用與Qt相同的工具包，只需在目標(biāo)嵌入式平臺(tái)上重新編譯即可。實(shí)現(xiàn)這一定制。若運(yùn)行時(shí)所需的應(yīng)用程序和組件在編譯前就可以確定下來，則把所有的應(yīng)用程序編譯鏈接成唯一的可執(zhí)行文件，并靜態(tài)鏈接于一個(gè)靜態(tài)鏈接庫()的方法比使用動(dòng)態(tài)鏈接庫（）和一組鏈接于這個(gè)庫的可執(zhí)行文件更能減少資源消耗。嵌入式硬件平臺(tái)的確定PC上搭建Qt/Embedded開發(fā)環(huán)境交叉編譯Qt/Embedded庫并進(jìn)行目標(biāo)板的移植PC上進(jìn)行QTE應(yīng)用程序的開發(fā)交叉編譯應(yīng)用程序在目標(biāo)平臺(tái)上進(jìn)行調(diào)試N程序運(yùn)行正常Y發(fā)布應(yīng)用程序圖31 Qt/Embedded移植與開發(fā)總體流程 三種GUI優(yōu)缺點(diǎn)分析下面以表31形式總結(jié)以上說敘述的三種圖形用戶界面GUI的優(yōu)缺點(diǎn)：表 3 1 三種GUI優(yōu)缺點(diǎn)分析圖形用戶界面優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)MiniGUI(1)輕量級(jí)的圖形用戶界面支持(2)系統(tǒng)圖形抽象層(3)多字體和多字符集支持(4)兩個(gè)不同架構(gòu)的版本Minithread和Minilite(1)控件功能不夠豐富(2)C代碼，擴(kuò)展不利Microwindows(1)開源項(xiàng)目(1)典型的基于C/S體系結(jié)構(gòu)(3)最底層是面向圖形輸出和鍵盤、鼠標(biāo)或觸摸屏的驅(qū)動(dòng)程序，中間層提供底層硬件抽象接口(1)無任何硬件加速能力(2)圖形引擎中存在許多低效算法，同時(shí)未經(jīng)任何優(yōu)化(3)代碼質(zhì)量差Qt/Embedded(1) 隨意設(shè)置程序界面的外觀(2) 非常容易的根據(jù)硬件特性定制(3) 有針對(duì)手機(jī)的Qtopia應(yīng)用套件(4) 商用客戶較多(5) 當(dāng)移植Qt/Embedded程序到不同平臺(tái)時(shí)，只需要重新編譯代碼，而不需要對(duì)代碼進(jìn)行修改(6) 程序本地化很容易(7) 程序與Java集成很容易(1) 代碼量過大，最好用于flash大的智能手機(jī)(2) 結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，很難進(jìn)行底層太多的擴(kuò)充(3) 商用需要一定的授權(quán)費(fèi)用綜上對(duì)比，不難看出，Qt/Embedded是一個(gè)專門為小型設(shè)備提供圖形用戶界面的應(yīng)用框架和窗口系統(tǒng)。主窗口程序提供輸入方式和啟動(dòng)子應(yīng)用程序的用戶界面。應(yīng)用程序可以通過與received（）信號(hào)相連的槽作出響應(yīng)。所有這些都是由Qt/Embedded鏈接庫自動(dòng)完成，對(duì)開發(fā)者來說是完全透明的。在Qt/Embedded應(yīng)用程序中只有一個(gè)用于服務(wù)器，一般是第1個(gè)啟動(dòng)的Qt/Embedded應(yīng)用程序，這個(gè)應(yīng)用程序除了具有一般應(yīng)用于Qt/Embedded應(yīng)用程序的客戶端外，還具有服務(wù)器的功能。 操作系統(tǒng)的選擇與安裝為了在用于開發(fā)的PC主機(jī)上得到Linux的開發(fā)環(huán)境，我們選擇在Windows操作系統(tǒng)巾安裝VMware虛擬機(jī)軟件，再在其中安裝我們需要的Linux操作系統(tǒng)。同時(shí)虛擬機(jī)還可以讓用戶在單機(jī)上構(gòu)造出一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使學(xué)生能夠加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的學(xué)習(xí)。 Vmware虛擬機(jī)軟件簡(jiǎn)介由于Linux的兼容性差，目前很多常用軟件并不支持在Linux平臺(tái)上運(yùn)行，這就導(dǎo)致如果直接安裝Linux，那么在Linux環(huán)境中，將會(huì)有很多不便。 Vmware虛擬機(jī)軟件的特點(diǎn)VMWare是由美國VMWare公司開發(fā)的—個(gè)著名的虛擬機(jī)軟件。比如，從網(wǎng)上下載的Linux ISO文件(在VM37Jare上安裝LinuxFedora Core 4的實(shí)例就是這樣做的)，不需刻盤，可直接安裝。狀態(tài)條中有一行藍(lán)色的文字，這是提示還沒有運(yùn)行VMWareTOOLS，點(diǎn)擊這里進(jìn)行安裝，因?yàn)閂MWare TOOLS 必須在安裝完客戶操作系統(tǒng)后再安裝。Qt Creator的特點(diǎn)如下：（1）使用強(qiáng)大的C++代碼編輯器可快速編寫代碼：語言標(biāo)識(shí)和代碼完成功能；輸入時(shí)進(jìn)行靜態(tài)代碼校驗(yàn)以及提示樣式；上下文相關(guān)的幫助；代碼折疊；括號(hào)匹配和括號(hào)選擇模式；高級(jí)編輯功能。S3C2440是16/32位精簡(jiǎn)指令集微處理器，是為應(yīng)用于小型掌上設(shè)備和高性價(jià)比、低功耗、高性能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用而提供的微控制。系統(tǒng)管理器：支持大/小端方式；支持高速總線模式和異步總線模式；尋址空間每bank 128M字節(jié)；支持可編程的每bank 8/16/32位數(shù)據(jù)總線帶寬；從bank 0到bank 6都采用固定的bank起始尋址；bank7具有可編程的bank的起始地址和大?。?個(gè)存儲(chǔ)器bank；所有的存儲(chǔ)器bank都具有可編程的操作周期；支持外部等待信號(hào)延長(zhǎng)總線周期；支持掉電式的SDRAM自刷新模式；支持各種型號(hào)的ROM引導(dǎo)[10]。 對(duì)Nand Flash進(jìn)行分區(qū)（1） 連接好串口，打開超級(jí)終端，上電啟動(dòng)開發(fā)板，進(jìn)入BIOS 功能菜單：（2） 選擇功能號(hào)[f]開始對(duì)Nand Flash進(jìn)行分區(qū)，如圖41所示:圖41 BIOS功能菜單圖 移植bootloader針對(duì) Linux系統(tǒng)Mini2440提供了兩種bootloader：vboot 和supervivi。.（3） 下載完畢，BIOS 會(huì)自動(dòng)燒寫內(nèi)核到Nand Flash 分區(qū)中，并返回到主菜單，如圖44所示：圖44 下載Linux內(nèi)核 移植根文件系統(tǒng)針對(duì)64M/128M1Gb mini2440/micro2440，有不同的文件系統(tǒng)燒寫映象文件： ，實(shí)際上它們的內(nèi)容都是完全相同的，只是制作工具(mkyaffs2image)不同。信號(hào)／槽機(jī)制是QT的一個(gè)中心特征并且是QT與其它工具包的最不相同的部分。其次回調(diào)和處理函數(shù)是非常強(qiáng)有力地聯(lián)系在一起的，因?yàn)樘幚砗瘮?shù)必須知道要調(diào)用哪個(gè)回調(diào)。QT的信號(hào)和槽的機(jī)制可以保證如果把1個(gè)信號(hào)和1個(gè)槽連接起來，槽會(huì)在正確的時(shí)間使用信號(hào)的參數(shù)而被調(diào)用。一個(gè)槽不知道它是否被任意信號(hào)連接。圖51 信號(hào)與槽機(jī)制的連接 多功能日歷程序各功能模塊分析多功能日歷程序的設(shè)計(jì)思路主要是在一個(gè)主窗口程序中創(chuàng)建了一個(gè)中心部件，并再在其基礎(chǔ)之上創(chuàng)建了一些諸如，組合框、旋轉(zhuǎn)框、標(biāo)簽等的部件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)與槽機(jī)制間的連接。QHBoxLayout部件實(shí)現(xiàn)在水平方向上從左到右排列各窗口部件；QVBoxLayout部件實(shí)現(xiàn)在豎直方向上從上到下排列各窗口部件。 \，然后進(jìn)入到該目錄，執(zhí)行解壓命令：cd /tmptar xvzf –C /解壓過程如下圖57所示：圖57 交叉編譯器解壓過程216。 設(shè)計(jì)成果如下圖59所示，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于QT的多功能日歷的設(shè)計(jì)與開發(fā)。在將程序下載到開發(fā)板的過程中，可能由于使用的開發(fā)板Mini2440與交叉編譯器、文件系統(tǒng)、Linux內(nèi)核等版本配套的問題，使得在開發(fā)板上的演示出現(xiàn)了一些問題，只能在Linux操作系統(tǒng)上完成結(jié)果的顯示了。除此之外，由于硬件開發(fā)板Mini2440的一些限制，導(dǎo)致最終顯示成果只能在Linux操作系統(tǒng)下展示。最后，對(duì)審批此論文的老師表示深深地謝意。謝辭值此論文完成之際，衷心感謝我的導(dǎo)師金一鳴老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中給予我悉心的指導(dǎo)和幫助，他對(duì)待學(xué)識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和作風(fēng)讓我感觸頗深。并且搭建好開發(fā)板Mini2440所需要的軟硬件平臺(tái)，再將上述可執(zhí)行文件下載到開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)圖形界面的直觀效果。除了在特定的日子上顯示紅色之外，編譯程序之后，會(huì)彈出一個(gè)帶有簡(jiǎn)短信息的消息框來提示某年某月某日有何事件，如下圖510所示。 首先創(chuàng)建工作目錄/opt/Embedded。主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的代碼如下圖5圖55以及圖56所示。主窗口程序模塊中，主要定義并設(shè)置了一些多功能日歷界面所需的部件，例如月組合框是用來調(diào)整月份的，字體旋轉(zhuǎn)框是用來調(diào)整日歷文本框中字體的大小的。如下圖51所示為多功能日歷主窗口程序中的信號(hào)與槽機(jī)制之間的連接程序代碼。當(dāng)對(duì)象改變它們的狀態(tài)的時(shí)候，信號(hào)被發(fā)送，從某種意義上講，它們也許信號(hào)被發(fā)送，從某種意義上講，它們也許通訊時(shí)所做的一切。QT的窗口部件有很多預(yù)定義的槽，但是通常的習(xí)慣是可以加入自己的槽，這樣就可以處理所感興趣的信號(hào)。處理函數(shù)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用回調(diào)。圖 45 下載根文件系統(tǒng)5 多功能日歷設(shè)計(jì)與開發(fā)的實(shí)現(xiàn)QT不僅在MS Windows適用，而且在Linux上也適用，并且QT是集成了很多C++類，所以編程起來方便簡(jiǎn)潔，可以做精美的圖形用戶界面。如圖42所示：圖42 下載supervivi示意圖（2） 點(diǎn)擊“USB PortTransmit/Restore”選項(xiàng)，并選擇打開文件supervivi開始下載。下面簡(jiǎn)要介紹移植Linux系統(tǒng)的步驟。S3C2440的主頻為400MHZ，最高頻率可達(dá)533MHz，且功耗只有mW級(jí)，是理想的車載電腦的主選芯片。（5）通過界面原型生成C++或Java代碼：將QT Designer與Visual Studio或Eclipse IDE配合使用；使用QT信號(hào)與槽機(jī)制構(gòu)建功能齊全的用戶界面。 Qt Creator設(shè)計(jì)軟件概述Qt Creator是Qt被Nokia收購后推出的一款新的輕量級(jí)集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。VMWare—tools自帶在VMWare里。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以交換每個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)的文件資料(一股如果都是WINDOWS系統(tǒng)的話可以通過網(wǎng)上鄰居，如果是Linux與WINDOWS之間的話，可以通過SAMBA服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)))而這一切僅僅需要的只是一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一個(gè)WMWare軟件。你可以在運(yùn)行于桌面上的多臺(tái)虛擬機(jī)之間切換，通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)共享虛擬機(jī)(例如一個(gè)公司局域網(wǎng))，掛起和恢復(fù)虛擬機(jī)以及退出虛擬機(jī)，這一切不會(huì)影響你的主機(jī)操作和任何操作系統(tǒng)或者它正在運(yùn)行的應(yīng)用程序。那么，不需要任何資金的投入，只要下載安裝虛擬機(jī)軟件，一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境了。 虛擬機(jī)軟件概述什么是虛擬機(jī)?顧名思義，虛擬機(jī)并不是一臺(tái)實(shí)際的計(jì)算機(jī)，而是在真實(shí)的計(jì)算機(jī)上通過軟件模擬來實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)。在Qt/Embedded應(yīng)用程序中只有一個(gè)用于服務(wù)器，一般是第1個(gè)啟動(dòng)的Qt/Embedded應(yīng)用程序，這個(gè)應(yīng)用程序除了具有一般應(yīng)用于Qt/Embedded應(yīng)用程序的客戶端外，還具有服務(wù)器的功能[7][8]。QProcess類提供了另外一種同步進(jìn)程間通訊方式，通過直接寫外部程序的標(biāo)準(zhǔn)輸入、讀標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤信息。主窗口程序處理行為類似于子窗口程序，但有一些特殊。通訊保持在一種很低的水平，子窗口程序可以不通過主窗口程序，而把所有繪制窗口的操作直接寫到幀緩存，包括自身的標(biāo)題欄和其他部件。 Qt/Embedded介紹Qt/Embedded是Trolltech公司開發(fā)的面向嵌入式系統(tǒng)的Qt版本，Qt是KDE等項(xiàng)目使用的GUI支持庫，許多基于Qt的X Window程序可以非常方便地移植到Qt/Embedded上。若在編譯時(shí)Qt所使用的應(yīng)用程序和組件并不能完全確定，可以把一些Qt組件編譯成動(dòng)態(tài)鏈接庫文件或者插件。大部分用戶使用的設(shè)置在1500KB到4000KB之間。Qt/Embedded還可以在編譯時(shí)去掉運(yùn)行時(shí)所不需的特性，以減少內(nèi)存的占用。在上層，實(shí)現(xiàn)多種API 以適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境。系統(tǒng)使用了優(yōu)化的繪制函數(shù)，這樣當(dāng)用戶在移動(dòng)窗口時(shí)可以提供更好的響應(yīng)。Microwindows 支持 Intel 16 位、32 位CPU，MIPS R4000 以及 ARM處理器芯片。雖然，