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嵌入式Linux下基于MiniGUI的信息終端軟件開(kāi)發(fā)
摘要：嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)已成為新的行業(yè)熱點(diǎn)。本文首先概述嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)及其工具，然后具體描述MiniGUI圖形系統(tǒng)的移植、使用方法，并舉例說(shuō)明在該系統(tǒng)上開(kāi)始信息終端軟件的過(guò)程。該方案有很大的應(yīng)用前景。引言
近年來(lái)，隨著軟硬件資源的成熟與完善，嵌入式技術(shù)越來(lái)越和人們的生活緊密相關(guān)，功能單一的公用電話也開(kāi)始向嵌入式多媒體信息終端轉(zhuǎn)型。對(duì)嵌入式系統(tǒng)的研究，在全球激起了人們極大的興趣。
選擇開(kāi)放源碼的Linux操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)新一代嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)成為其中新的技術(shù)熱點(diǎn)。在本系統(tǒng)中，采用了MontaVista Linux系統(tǒng)。它提供了很多處理器、目標(biāo)板和主機(jī)環(huán)境的組合，有一套完整的輔助開(kāi)發(fā)工具，便于嵌入式系統(tǒng)專用人員設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和發(fā)布應(yīng)用程序。
與此同時(shí)，配備一個(gè)優(yōu)秀的圖形用戶界面，使產(chǎn)品和用戶能進(jìn)行友善可靠的交互也已成為開(kāi)發(fā)工作中非常緊迫的要求。本系統(tǒng)中使用的MiniGUI就是嵌入式Linux系統(tǒng)下一個(gè)輕量級(jí)的圖形用戶界面支持系統(tǒng)，目前已比較成熟，并已被用到很多項(xiàng)目的實(shí)際開(kāi)發(fā)中。
1 嵌入式Linux系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁減。適用于用戶系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始，陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)，如VxWorks、pSOS、WindowsCE、Linux等。其中免費(fèi)源代碼的Linux操作系統(tǒng)因其內(nèi)核小、支持多種硬件平臺(tái)、可裁減性好等顯著優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的關(guān)注，為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)極有力的選擇。
（2）MontaVista Linux
目前，已有多家公司推出了嵌入式Linux發(fā)行版本。本系統(tǒng)中采用的是應(yīng)用全球三大嵌入式Linux供應(yīng)商之一MontaVista Software公司的最新版MontaVista Linux3.0。它使用的是最標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核2.4.2,是針對(duì)嵌入式設(shè)備度身定制的實(shí)時(shí)的、專業(yè)的嵌入式操作系統(tǒng)。考慮到嵌入式設(shè)備處理器、存儲(chǔ)器資源有限的情況，在不減少新內(nèi)核對(duì)嵌入設(shè)備有利特性的基礎(chǔ)上，MontaVista公司對(duì)內(nèi)核部分進(jìn)行了高度裁減、配置，使MontaVista Linux 3.0。它使用的是標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核2.4.2，是針對(duì)嵌入式設(shè)備度身定制的實(shí)時(shí)的、專業(yè)的嵌入式操作系統(tǒng)。考慮到嵌入式設(shè)備處理器、存儲(chǔ)器資源有限的情況，在不減少新內(nèi)核對(duì)嵌入設(shè)備有利特性的基礎(chǔ)上，MontaVista公司對(duì)內(nèi)核部分進(jìn)行了高度裁減、配置，使MontaVista Linux 3.0系統(tǒng)性能具備穩(wěn)定、突出等特點(diǎn)，同時(shí)還為MontaVista Linux 3.0配備了一個(gè)由優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)調(diào)度器（RealTime Scheduler），從而使客戶對(duì)實(shí)時(shí)性的要求得到更大的滿足。
2 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
MontaVista Software公司在嵌入式Linux發(fā)行版中已提供了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所需的環(huán)境：
a)內(nèi)核和文件系統(tǒng)工具——目標(biāo)配置工具（TCT）、庫(kù)優(yōu)化工具（LOT）；
b)交叉開(kāi)發(fā)工具——GNU GCC/C 編譯器、GDB源碼調(diào)試器、DDD圖形界面調(diào)試器等；
c)實(shí)時(shí)性能工具和分析工具。
系統(tǒng)內(nèi)核則通過(guò)Abatron公司的BDI2000調(diào)試器進(jìn)行測(cè)試，內(nèi)核運(yùn)行于PowerPC體系的CPU上。該目標(biāo)系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口、串口、USB接口，LCD也能正常顯示。
3 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)
應(yīng)用程序是最上層的開(kāi)發(fā)，其交互界面直接通過(guò)MiniGUI圖形系統(tǒng)的API接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)。MiniGUI屏蔽了對(duì)底層顯示、輸入設(shè)備編程的細(xì)節(jié)，使程序員更能專注于信息終端界面的特色上，從而縮短了編程投入時(shí)間。MiniGUI圖形率編譯安裝后一般以庫(kù)的形式存放在操作系統(tǒng)/usr/lib文件目錄下。
該嵌入式系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。
4 MiniGUI的移植
（1）MiniGUI特點(diǎn)
MiniGUI是由魏永明主掛的一個(gè)自由軟件項(xiàng)目，現(xiàn)完全遵循GPL（General Public License）條款的純自由軟件，可以運(yùn)行在任何一種具有POSIX線程支持的POSIX兼容系統(tǒng)上。MiniGUI在體系結(jié)構(gòu)上有許多獨(dú)特之處。它的主要特色有：
a)提供了完備的多窗口機(jī)制；
b)對(duì)話框和預(yù)定義的控件類；
c)消息傳遞機(jī)制；
d)多字符集和多字體支持；
e)全拼、五筆等漢字輸入法支持；
f)BMP、GIF、JPEG等常見(jiàn)圖像文件的支持；
g)小巧，包含全部功能的庫(kù)文件大小為300KB左右；
h)可配置，可根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行定制配置和編譯；
i)可移植性好。
（2）MiniGUI的移植過(guò)程
要使MiniGUI運(yùn)行在入式目標(biāo)板PPC上，需在MontaVista Linux 3.0的交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境下移植該圖形包。
MiniGUI 1.2.6版發(fā)布時(shí)含資源文件壓縮包minigui-res1.2.6.tar.gz、庫(kù)文件壓縮包libminigui-1.2.6.tar.gz和一個(gè)綜合示范程序mde-1.2.6.tar.gz。
在開(kāi)發(fā)主機(jī)上安裝好MontaVista Linux 3.0后，把主機(jī)NFS服務(wù)的輸出目錄配置為硬盤路徑/opt/hardhat/devkit/ppc/8xx/target。目標(biāo)板運(yùn)行起來(lái)后，會(huì)自動(dòng)掛載到該目錄下。
將該目標(biāo)作為當(dāng)前路徑安裝MiniGUI。
打開(kāi)資源文件壓縮包，執(zhí)行如下命令
tar-xvf minigui-res-1.2.6.tar.gz
會(huì)自動(dòng)在當(dāng)前路徑下生成minigui-res目錄。在該目錄下可以看到config.linux文件，修改其中TOPDIR=NONE一項(xiàng)，使TOPDIR=/opt/hardhat/devkit/ppc/8xx/t
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