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嵌入式设计Qt车载GUI平台设计与实现

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来源: 作者: 2018-10-28 11:49:40

嵌入式设计:Qt车载GUI平台设计与实现

导读:

随着汽车用户对车载娱乐系统的要求不断地提高,传统的字符界面和简单的图形界面已不能完全满足用户的需求,人们对轻量级嵌入式GUI的需求越来越迫切。

1 引言  随着汽车用户对车载娱乐系统的要求不断地提高,传统的字符界面和简单的图形界面已不能完全满足用户的需求,人们对轻量级嵌入式GUI(Graphic User Interface,图形用户界面)的需求越来越迫切。嵌入式GUI是人机交互技术的重要组成部分,以其丰富的图形图象信息、直观方便的操作等特点被越来越多的嵌入式系统所采用,也成为当今嵌入式技术应用研究领域的焦点之一。  X Window系统是一个基于客户/服务器(Client/Server)结构的视窗系统,此系统配置在大多数的UNIX系统、DEC的VAX/VMS操作系统以及Linux系统中,可以自由拷贝以及传播,但是系统庞大,占用内核资源较多。MicroWindows是一个完全开放源码、分层设计的经典GUI系统,可以替代X Window系统,但是某些关键性代码使用了汇编语言。MiniGUI系统适应于中小型企业的嵌入式GUI平台,采用分层结构,并在核心层采用hash表的方式。  2 嵌入式GUI的实现平台  GUI是图形用户接口,一般用于PC机上人机交互界面的设计。而对于嵌入式GUI来说,由于嵌入式设备对资源的要求很严格,不同的嵌入式设备需要定制不同的嵌入式系统,那么对GUI的要求也就不一样,因此,对于不同的嵌入式系统来说GUI也必须是可定制的。由于Linux操作系统具有源码公开性、可移植性、可裁剪性和灵活性等优点,所以嵌入式GUI的开发常在Linux环境下进行。  Qt/Embedded为开发者提供了丰富的API调用功能,并公开源代码。Qt/Embedded提供了非常丰富的窗口小部件(Widgets),并且还支持窗口部件的定制,因此它可以为用户提供漂亮的图形界面,但同时丰富的窗口对象也增大了软件的体积,所以,Qt/Embedded一般用于对运行环境不太苛刻的嵌入式设备中。  3 嵌入式Qt系统的特点  Qt/Embedded移植了大量的原来基于Qt的XWindows程序,并提供了非常完整的嵌入式GUI解决方案,是一个成熟的GUI平台,具有如下特点:  (1)Qt遵循GPL协议,开放主要的源代码,用户可以在GPL的规定下自由添加新特性。  (2)与其他嵌入式GUI相比,嵌入式Qt不仅是一个完整的窗口系统,而且也是一个应用程序框架,这更有利于应用程序的开发。  (3)Qt具有丰富的API,包括多达250个以上的C++类,支持诸如对图形、络、数据库、I/O操作、各种控件和XMI等众多功能,可满足大多数嵌入式应用系统开发的需要。  (4)Qt是一个GUI仿真工具包,它使用各自平台上的低级绘图函数仿真MS Windows和Motif(商用Llnix的标准GUI库),因此程序运行速度快。  (5)Qt良好的封装机制使得Qt的模块化程度非常高,可靠性好,易于程序开发。  4 基于嵌入式Qt的车载GUI的设计  4.1 基于嵌入式Qt的车载GUI的总体设计  基于Linux的车载娱乐系统运行环境如表l所示,底层由Linux内核和驱动程序构成。该内核是经过裁减过的嵌入式Linux2.4,其中包括电源管理系统;驱动程序提供对各种接口硬件的支持;中间层是基于QT/Embedded的嵌入式Qt库。QT/Embedded本身是可扩展的,并能不断地升级。开发人员可以根据自己所面对的嵌入式设备的实际需要,对其进行适当的裁减,经过裁减所得到的QT/Embedded可以大约节约800k到3MB的内存空间,这样也就意味着用Qt开发比用其他工具包开发相同的应用程序,在生成可执行文件后,代码所占用的内存空间要小。最顶层是整个车载娱乐应用系统,它是实现车载娱乐具体功能的应用集合。  基于嵌入式Qt的车载嵌入式娱乐系统软件,最大限度的满足了车载视听娱乐的要求。提供视频播放、音频播放等多媒体软件,个人信息管理软件,无线络服务等。其系统架构如图l所示。

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