【正文】 意外錯誤可能導致整個進程的崩潰，該架構(gòu)應(yīng)用于系統(tǒng)功能較為單一的場合。 X Window開放源碼的X Window系統(tǒng)，可以運行在支持幀緩沖(framebuffer)的設(shè)備上。用戶可以通過該類利用 channel 向其它進程發(fā)送消息。一對連接的套接字構(gòu)成了進程間交流數(shù)據(jù)的一條通信通道，這些進程可以是完全無關(guān)的，也能改變數(shù)據(jù)。嵌入式軟件平臺的開發(fā)目標是為故障診斷應(yīng)用搭建一個實用、有效的嵌入式故障診斷軟件運行和開發(fā)環(huán)境，在此環(huán)境下可以方便完成基于嵌入式系統(tǒng)的各種故障診斷應(yīng)用程序開發(fā)。系統(tǒng)包括嵌入式實時操作系統(tǒng)、BSP板包支持系統(tǒng)、GUI系統(tǒng)、故障診斷應(yīng)用專家系統(tǒng)、故障診斷應(yīng)用構(gòu)件庫等部分組成下面僅對上述軟件系統(tǒng)中最重要的RTEMS實時性嵌入式操作系統(tǒng)做簡單的介紹?？梢钥闯?，這個測試程序?qū)?nèi)核的實時性以及任務(wù)調(diào)度都是一個嚴格的考驗。Microwindows,是RTEMS應(yīng)用開發(fā)者無奈的選擇。NEURTEMSMCF5307開發(fā)套件不但提供了一個穩(wěn)定的嵌入式系統(tǒng)平臺，還能夠為以下開發(fā)提供強有力的支持：（1）面向Motorola Coldfire 5307處理器的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)；（2）在運行于以Motorola Coldfire 5307處理器為核心的嵌入式硬件平臺上的RTEMS操作系統(tǒng)上進行應(yīng)用程序開發(fā)；（3）在NEURTEMSMCF5307開發(fā)套件所提供的源代碼基礎(chǔ)上進行快捷的嵌入式系統(tǒng)的定制。用戶可以按照需要將許多事件消息與一個事件處理函數(shù)相聯(lián)系，一個消息也可以按需要被聯(lián)系到很多不同的處理函數(shù)。規(guī)則二：這是在控件鏈表中查找包含當前坐標點的控件所依據(jù)的規(guī)則。其主要任務(wù)就是解析送到的消息，找到對應(yīng)的事件處理并調(diào)用，維護系統(tǒng)預(yù)定義和應(yīng)用開發(fā)者定義的邏輯關(guān)系。本GUI Toolkit就是采用這種改進Client/Sever模式支持多線程任務(wù)，其Sever端和多個client端采用RTEMS多線程結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，這樣無論是在出現(xiàn)消息阻塞還是出現(xiàn)大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)臅r候，多線程結(jié)構(gòu)都能在一定程度上保證RTEMS操作系統(tǒng)的實時性。插入規(guī)則：在對象創(chuàng)建時對象本身預(yù)定義的消息和消息處理的連接以及用戶通過消息處理中心提供的API接口函數(shù)connect()定義的消息和消息處理的連接，插入到經(jīng)過查找規(guī)則找到的對應(yīng)位置上，實現(xiàn)消息處理中心的動態(tài)維護。規(guī)則一：這是在窗口鏈表種查找包含當前坐標點的窗口所依據(jù)的規(guī)則。在這種機制中，事件消息通常是當對象改變它們的狀態(tài)時發(fā)出的，這就是一個對象在需要與其它對象通信時所需要做的一切，它并不知道是否有其它對象在另一端接收該消息。這樣編譯完成之后得到的就是交叉編譯器。本課題采用RTEMS作為嵌入式操作系統(tǒng),其高實時性是最根本的原因，除了這個，還是因為它遵循GNU/GPL協(xié)議，內(nèi)核源代碼公開，開發(fā)者可以清楚地把握操作系統(tǒng)的運行機理，定制內(nèi)核的行為，對代碼進行優(yōu)化，同時也有利于設(shè)計和開發(fā)自主版權(quán)的硬實時或軟實時操作系統(tǒng)；對于本課題RTEMS上GUI Toolkit的開發(fā)，也有很大的幫助，因為本GUI Toolkit在設(shè)計實現(xiàn)上有很多地方與RTEMS操作系統(tǒng)緊密耦合，如果看不到RTEMS操作系統(tǒng)的源碼實現(xiàn)，將會大大增加本GUI Toolkit設(shè)計實現(xiàn)的難度。具有強大的網(wǎng)絡(luò)功能。而Coldfire 5307 CPU，就是一款專為嵌入式應(yīng)用設(shè)計的高端處理器，其整合了Coldfire V3微處理器內(nèi)核，工作頻率最高可達90Mhz，運算能力可達75MIPS,能夠保證很高的實時性[10]。兩個CPU（嵌入式32位CPU和DSP）之間通過主機口HPI和USB口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。 用戶可以按照需要將許多信號與一個單獨的槽函數(shù)相聯(lián)系，一個信號也可以按需要被聯(lián)系到很多不同的槽函數(shù)。 為實現(xiàn)這種通信機制，Qt 中包括了由 QObject 類繼承而來的 QCopChannel 類，該類提供了諸如 send()、isRegistered() 等靜態(tài)函數(shù)，它們可以在脫離對象的情況下使用。 （4）速度快。由于該項目缺乏一個強有力的核心代碼維護人員，該項目的發(fā)展開始陷于停滯狀態(tài)。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和頂層結(jié)構(gòu)一樣，供圖形引擎使用，包含了針對指定設(shè)置和硬件驅(qū)動代碼。： Qt/Embedded系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖[5]Figure System architecture of Qt/EmbeddedQt/Embedded延續(xù)了Qt在X上的強大功能，在底層摒棄了X lib，僅采用framebuffer作為底層圖形接口。近來的市場需求顯示，越來越多的嵌入式系統(tǒng)，包括 PDA、機頂盒、DVD/VCD 播放機、WAP 手機等等系統(tǒng)均要求提供全功能的 Web 瀏覽器。1973施樂公司帕洛阿而托研究中心（Xerox PARC）施樂研究機構(gòu)工作小組最先構(gòu)建了WIMP（窗口，圖標，菜單和點選器/下拉菜單）的范例，并率先在施樂一臺實驗性的機器上使用。本GUI Toolkit運行于RTEMS操作系統(tǒng)之上，提供豐富的功能模塊，完善的圖形功能，清晰的用戶開發(fā)接口（API），力求應(yīng)用本GUI Toolkit開發(fā)出來的圖形用戶界面功能豐富，簡潔美觀。同行業(yè)間也成立了若干機構(gòu)，以互相交流GUI設(shè)計理論與經(jīng)驗為目的。其中，本GUI Toolkit設(shè)計實現(xiàn)了事件消息機制，它基于RTEMS的消息管理器，以消息的完全封裝為特色，并對傳統(tǒng)C/S模式下的通信機制做了改動。本人授權(quán)東北大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索、交流。如果說PC機的發(fā)展帶動了整個桌面軟件的發(fā)展，那么數(shù)字化產(chǎn)品的廣泛普及必將為嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展提供無窮的推動力。但是到目前為止, 基于嵌入式技術(shù)的該類設(shè)備在我國仍屬空白,沒有成熟的產(chǎn)品應(yīng)用,其根本原因就是因為我國在開發(fā)這類產(chǎn)品時，沒有統(tǒng)一的開發(fā)標準和一個共用的開發(fā)平臺，使各個企業(yè)的開發(fā)技術(shù)力量分散，而且沒有可靠的功能和性能測試標準，極大的影響了該類產(chǎn)品開發(fā)的效率和可靠性，同國外產(chǎn)品相比，功能相差太大，沒有競爭力，市場基本上被國外公司所占領(lǐng)，開發(fā)一個該類嵌入式開發(fā)系統(tǒng)已經(jīng)是勢在必行。并在最后給出了最小系統(tǒng)的實現(xiàn)和性能評價。 嵌入式GUI系統(tǒng)簡介嵌入式GUI為嵌入式系統(tǒng)提供了一種應(yīng)用于特殊場合的人們交互界面。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。綜上所述，其主要的優(yōu)點有：（1）Qt/Embedded 工作在Linux的framebuffer driver（幀驅(qū)動）之上,通過 Qt API 與 Linux I/O 設(shè)備直接交互。最高層分別提供兼容于X Window和ECMA APIW（Win32子集）的API。MiniGUI的GAL層技術(shù)SVGA lib、LibGGI、基于framebuffer的native圖形引擎以及啞圖形引擎等，對于Trolltech公司的QVFB在X Window下也有較好的支持。X Window是在20世界80年代早期由MIT、DEC等提出來的，是一個基于Client/Server結(jié)構(gòu)的窗口系統(tǒng)；允許在任一臺UNIX主機（Clients——客戶端）上運行程序，而在基于X的終端（Server——服務(wù)器）上顯示出來。在Qt中，信號槽機制取代了這種繁雜的函數(shù)指針，能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的功能?？蛻舳藦姆?wù)器讀出消息服務(wù)器向客戶發(fā)消息服務(wù)器偵聽客戶連接請求、已連接請求、鍵盤鼠標事件客戶端接受服務(wù)器應(yīng)答客戶端向服務(wù)器發(fā)消息客戶端分發(fā)和處理消息服務(wù)器偵聽客戶連接請求、已連接請求、鍵盤鼠標事件。它與主機之間能實現(xiàn)并行、高速的數(shù)據(jù)傳輸。目前無論是航空航天、軍工，還是民用領(lǐng)域RTEMS都有著極為廣泛的應(yīng)用。同時也可以看到，RTEMS在測試重表現(xiàn)的性能指針非常理想，基本上達到或者超過老牌商業(yè)系統(tǒng)VxWorks。例如本課題的研發(fā)就是采用的Linux操作系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)下的開源自由軟件共同搭建的宿主機開發(fā)環(huán)境。管道。在介紹其主要工作原理圖之前，需要先介紹一下GUI Toolkit的一個重要的全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對象注冊鏈表。用戶交互的輸入和GUI內(nèi)部的消息在轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的消息格式之后，都將送到此處進行處理，并進行相應(yīng)的功能事件調(diào)用。傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)處理同步問題的原則就是：所有與設(shè)備相關(guān)的工作，主要是所有客戶端的繪圖工作，都要在服務(wù)器端進行處理。經(jīng)過本小組全體人員多次的討論，決定對其同步機制的原則進行改進，具體改進如下：（1） 在客戶端開放與設(shè)備相關(guān)的工作，即繪圖都是由客戶自己完成的，服務(wù)器的任務(wù)只是告訴客戶端，什么時候能輸出，輸出的區(qū)域是什么等等。所以該消息管理維護中心的設(shè)計關(guān)鍵是如何解決調(diào)用事件即類實例接口的問題，即不能出現(xiàn)句柄的傳遞，類A實例調(diào)用類B的接口，不出現(xiàn)顯式調(diào)用，而改以消息發(fā)送和消息處理的形式來將兩者聯(lián)系起來。還是由于工控的從簡要求和初步開發(fā)的粗糙性，該對象主要有指窗口和控件兩種，并且沒有實現(xiàn)組合控件，所以該記錄表是個二維鏈表，結(jié)構(gòu)以窗口為主鏈，每個窗口內(nèi)所有的控件作為副鏈；并且該鏈表是個動態(tài)鏈表，它的節(jié)點隨窗口、控件的創(chuàng)建或者消亡而增加或者減少。SOCKET。本課題宿主機的開發(fā)環(huán)境主要有：（1）硬件環(huán)境：PC一臺：Intel P4 + DDR512。但是最差的情況也不會比RtLinux差。它的一個重要的設(shè)計特征就是在一個實時應(yīng)用的兩層中間提供一個橋。HPI將以往一些需片外實現(xiàn)的功能集成在片內(nèi)，簡化了與主機的連接，同時主機可以達到很高的訪問速度。服務(wù)器接收并處理用戶請求 C/S模式下Socket通信機制原理圖Figure Principles of Socket munication mechanism under C/S model Message Queue通信機制原理圖Figure Principles of Message Queue munication mechanism 共享內(nèi)存通信機制原理圖Figure Principles of Share Memory munication mechanism在有大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)臅r候，采用共享內(nèi)存的通信機制：在內(nèi)存區(qū)中劃出一塊內(nèi)存，供多個進程進行數(shù)據(jù)訪問共享。 所有由QObject類繼承而來的類，或者是它的一個子類，都可以包括信號槽機制。目前，大多數(shù)X的客戶端和服務(wù)器是在同一臺機器上運行，X Window服務(wù)器經(jīng)編譯后一般用于自動檢測硬件。MiniGUI下豐富的控件資源也是MiniGUI的特點之一。用戶程序連接nanoX的Server獲得自身的窗口繪制操作。（3）面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)使代碼結(jié)構(gòu)化、可重用性好。[4] 現(xiàn)存的主要的嵌入式GUI系統(tǒng)簡介1994年QNXr發(fā)布了第一個嵌入式微核的窗口系統(tǒng)，自此之后，隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大和嵌入式技術(shù)的發(fā)展成熟，嵌入式GUI系統(tǒng)的發(fā)展也空前繁榮。從最終的用戶的角度來看，嵌入式窗口系統(tǒng)通過窗口、菜單、對話盒、滾動條、圖標及按鈕等接口對象提供了一種與系統(tǒng)進行交互的靈活機制。東北大學碩士學位論文 第二章 GUI系統(tǒng)基本概念與相關(guān)工作第二章 GUI系統(tǒng)基本概念與相關(guān)工作 GUI系統(tǒng)概念及其發(fā)展歷史 GUI系統(tǒng)概念GUI－Graphical User Interface即人機交互圖形化用戶接口設(shè)計，準確點說就是屏幕產(chǎn)品的視覺體驗和互動操作部分。為了提高該類智能化儀器產(chǎn)品的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率，滿足不同儀器開發(fā)的需要，本課題主要研究嵌入式軟件開發(fā)平臺的有關(guān)內(nèi)容。重要的特點有4個：專用性，功能強大，性價比高，開發(fā)周期短。）學位論文作者簽名： 導師簽名：簽字日期： 簽字日期： III 東北大學碩士學位論文 摘 要基于RTEMS操作系統(tǒng)的圖形工具開發(fā)包的設(shè)計與實現(xiàn)－－關(guān)鍵技術(shù)與模塊類的設(shè)計與實現(xiàn)摘 要本文首先介紹了嵌入式開發(fā)平臺的整體結(jié)構(gòu)，以及本GUI Toolkit在其中的位置和作用，接下來又對本GUI Toolkit的開發(fā)環(huán)境作了簡單的描述。主要包括包括底層繪圖類（Gfx類）、消息隊列類（Message Queue類）、繪圖類（Painter類）、繪圖對象類（Painterdevice類）、鼠標、鍵盤事件處理類（Mouse 、Keyboard Handle 類）、字體管理類（Font Management 類）等。美國汽車大王福特公司的高級經(jīng)理也曾宣稱，“福特出售的‘計算能力’已超過了IBM”，由此可以想見嵌入式計算器工業(yè)的規(guī)模和廣度。本課題就是實現(xiàn)該嵌入式開發(fā)平臺RTEMS實時性操作系統(tǒng)上圖形用戶開發(fā)工具包（GUI Toolkit）的開發(fā)，為該開發(fā)平臺實現(xiàn)上層圖形用戶接口開發(fā)的支持。隨著中國IT產(chǎn)業(yè)，移動通信產(chǎn)業(yè)，家電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，在產(chǎn)品的人機交互接口設(shè)計發(fā)展上日益滯后，這對于提高產(chǎn)業(yè)綜合素質(zhì)，提升與國際同行業(yè)者的競爭能力等方面無疑起到了很大的制約作用。在常見的 PDA 等小型掌上型設(shè)備上，由于硬件條件等的限制，用戶接口都非常簡單，幾乎看不到在 PC 機上看到的華麗美觀的 GUI 支持。因為Qt是KDE等項目使用的GUI支持庫，許多基于Qt的X Window程序因此可以非常方便地移植到Qt/Embedded上。（3）QT/E使用需要商業(yè)許可證。該系統(tǒng)為了提高運行速度，也改進了基于Socket套接字的X實現(xiàn)模式，采用了基于消息機制的 Server/Client傳輸機制。 （2）結(jié)構(gòu)簡單、可控性好。 幾種重要的事件消息通信機制簡介QCOP 是 Qt 內(nèi)部的一種通信協(xié)議，這種協(xié)議用于不同的客戶之間在同一地址空間內(nèi)部或者不同的進程之間的通信。 而槽可以被用于接收信號，它們通常是類中的成員函數(shù)。其中，嵌入式處理器主要完成