2022年嵌入式操作系统VxWorks中的显控程序设 .pdf

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1、嵌入式操作系统VxW orks中的显控程序设计The D esign of Graph ical and Con trol Programm e inEm bedded Operati ng System VxW orks南京经济学院(南京210003)梁勇东南大学(南京210096)孟桥 【摘要】较全面地介绍了用W indM L 2 . 0 实现嵌入式实时操作系统V xW ork s 的显控程序设计 , 并给出了在 W indM L 2 . 0 中显示中文的办法。关键词 : 嵌入式实时操作系统, VxW orks, 显控程序 ,W indML【Abstract】 This paper dis

2、cu ssed the design of graphical and contro l p rogramm e inembedded real2tim eoperating system V xW ork sw ith W indM L 2 . 0 .It discussed the functi onand useof W indM L and gave the m eans to show Chinese .Keywords : e m bedded rea l-time opera ting syste m , VxW orks, graph ical and control pro-

3、gramm e, W indML1引言V xW ork s是美国W indR iver公司 (位于美国加州的 A lameda 市) 开发的 , 具有工业领导地位的高性能嵌入式实时操作系统。 V xW ork s具有专门为实时嵌入式系统设计开发的操作系统内核, 提供了高效的实时多任务调度 、 中断管理 , 实时的系统资源以及实时的任务间通信 。 基于 V xW ork s 操作系统的应用程序可以在不同的 CPU 平台上轻松移植 。V xW ork s 只占用了很小的存储空间,并可高度裁减 ,保证了系统能以较高的效率运行 。 V xW ork s 以其卓越的性能被广泛地应用在通信 、 军事、 航

4、空、 航天等实时性要求极高因而普通操作系统难以胜任的领域中, 美国的F216 战斗机 、 B22 隐形轰炸机和爱国者导弹及火星探测器“探路者”上都使用了V xW orks。在V xW ork s的一 般 嵌 入式 应 用 中, 可 以选 择ZincForV xW ork s 或W indM L(W indM ediaL ibrary) 2. 0 来进行图形界面设计, 它们都是V x2W ork s中的可裁减的多媒体组件,都可以在V xW ork s操作系统上以较低的系统开销实现丰富多彩的图形界面。 Zinc 是一套完善的图形用户界面开发工具, 适用于为高性能嵌入式设备开发低内存开销、本地编译的

5、图形化用户接口 。W indM L是将Zinc和硬件设备之间连 接 在 一 起 的 简 捷 高 效 的 通 用 多 媒 体 图 形 库。W indM L主要提供了对芯片、输入输出设备 、音频视频 、 帧缓冲器等的开放的应用程序接口(A P I)。 因此, Zinc 必须通过调用多媒体图形库W ind M L 的应用程序接口来实现其图形功能。Zinc 属于高端应用, Zinc组件的价格也较贵, 而W indM L 在大多数情况下已经足可以满足应用需求了。 而且,W ind M L编程也比较灵活 , 有更大的自由度 。因此 , 一般是选用 W indM L 来作图形界面设计 。一个系统中的各个软件

6、模块往往都要和界面产生一定的联系 , 有的模块需要把数据送到界面进行显示,界面程序有可能还要将数据处理后转送其它模块以实现模块间的通讯, 还有可能根据数据的情况或键盘等的输入启动某些程序, 例如 , 按键启动系统自检等。 因此, 在 W indM L 的许多应用场合, 不仅要求 W indM L完成图形界面的显示, 而且还要完成一定的控制功能。W indM L 常常被用来编写V xW ork s 下的显控程序 。2W indML的功能W ind M L 本身也具有可裁剪性和可配置性, 以适应不同的应用要求。W indM L可以为在V xW ork s操作系统下开发的软件提供基本图形、 视频和音

7、频方面的操作 。W indM L适用于很多种CPU , 可以提供独立于硬件的代码 , 同时它也支持鼠标 、 键盘等输入设备 。W ind M L 的主要功能有二维图形A PI, 事件服务, 区域和窗口管理, 多媒体 , 资源管理 。 其中 , 二维图形 A P I 是最常用的部分, 包括基本画图操作(画线 、 矩形、 椭圆、 多边形 、 点),选择字体输出文本,位图,光标管理 , 批量画图操作, 图形上下文 , 色彩管理 , 双缓冲 。事件服务程序是用来处理输入设备的输入请求的。 它会把键盘 、 鼠标等输入的数据转化为事件并且传送给事件句柄 , 送到应用队列中 。 区域和窗口管理可以在界面上定

8、义一个区域或多线程之间共享的窗口以供画图?7?电子工程师计算机应用V ol. 28N o. 122002收稿日期: 20021010名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 操作 。 多媒体 A PI 支持 N T SC, PAL , SECAM 等视频制式 ,D SP或混频器两种设备的音频输出, 也支持JPEG 图形格式 。资源管理是指资源的建立、 控制和删除。 这些资源是指常规的W indM L 资源(例如设备和事件队

9、列 ) , 内存管理 , 驱动器注册等 。3W indML的使用W ind M L 的图形界面是以像素为单位的, 一般采用配色表来选择颜色, 先在配色表上配置好每一种颜色的R、G、B值, 并用其在配色表中的索引值代表这种颜色 。V xW ork s 支持 C 和 C+ + 。 在W indM L 的编程中, 用C和C+ + 写的程序完全可以编译通过, 但是C语言中的prin tf ( ) 等函数是无法在图形界面上输出字符的 , 必须用W indM L提供的相应函数才行。 例如 ,uglT extDraw(gc, x1, y1,length , tex t) 是在屏幕上(x1, y1) 处用前面

10、已设置的字体输出英文字符串text。W ind M L 可以使用多线程和多任务, 但图形的资源是一定的 , 为防止多线程之间产生资源冲突, 需要使用互斥信号量锁定资源。W indM L 中, 一般在使用一组画图函数前,用U glBatchStart(gc)通过互斥信号量锁定图形上下文 、 图形设备及缓冲, 并且隐藏光标 。 在画图操作完成后,再用U glBatchEnd(gc)释放被锁定资源以被其它的画图函数所使用。 下面是一个基本画图操作程序 :void BasicExample (vo id)程序入口 U GLGCID gc;定义图形上下文gc. . . . . .uglIn itiali

11、ze() ;初始化gc =uglGcC reate(dev Id);创建图形上下文. . . . . .uglCo lorA lloc (dev Id, &co lorT ableBLA CK. rgbCo lo r, U GLNULL,&co lo rT ableBLA CK. uglCo lo r, 1);色彩初始化,允许已被定义的颜色被使用. . . . . .3-画矩型-3uglBatchStart(gc);锁定图形资源uglFo regroundCo lo rSet(gc,colorT ableW H ITE. uglCo lor);设定前景色uglBackgroundColo rS

12、et(gc,colorT ableGREEN.uglCo lor);设定背景色uglL ineW idthSet (gc, 7) ;设定线宽,单位是像素uglR ectangle (gc,60, 80,240,160);画矩型uglBatchEnd(gc);释放图形资源. . . . . .4中文显示W ind M L 本身不支持中文, 甚至在 V xW orks 的开发环境To rnado (可参见北京华力创通科技有限公司的网址 :http:) 中都无法直接输入中文 。 而在国内的应用场合, 图形界面中不能显示中文往往是不符合要求的。 这里可以用调用点阵字库的办法解决这样的问题。 国家标准规

13、定 : 汉字库分94 个区, 每个区有 94 个汉字(以位作区别), 每个汉字在汉字库中有确定的区和位编号, 这就是汉字的区位码。 每个汉字在库中是以点阵字模形式存储的, 一般采用 1616 点阵 (32 字节 )、 24 24 点阵 (72 字节 ) , 每个点用一个二进制位(0 或 1) 表示 , 对应在屏幕上显示出来 , 就是相应的汉字 。 由于在中文环境下, 输入的是汉字的内码, 我们必须将之转换成区位码, 算出偏移量, 从字库中找到对应的汉字, 将其字模显示即可 。 采用这种方法就需要有字库文件, 还必须自己写一个调用字库显示汉字的函数。 这样 , 在主程序中将需要显示的汉字用引号表

14、示成一个字符串, 调用显示汉字的函数即可 。 由于To rnado中无法直接输入中文, 需要在其它的编辑器中(如U ltraEdit ) 输入汉字字符串保存后在 To rnado 中打开即可 。这种方法使用起来比较方便, 但是字体大小受制于字库点阵大小及屏幕分辨率。想改变大小的话, 要么换点阵字库, 要么将汉字点阵在屏幕上的显示步长乘一个比例因子, 不过 , 这样显示出来 的汉字有时会有一些轻微变形。 下面是一个在W indM L 中显示汉字的程序:void Pu tCh inese(in t x,in t y,in t color,un signed sho rt chinese). . .

15、 . .cw = chinese 256;内码第一字节cq= chinese& 0 xff ;内码第二字节cw = cw20 xa0;算出位码,位码cw为:内码第一字节 20 xa0cq= cq20 xa0;算出区码,区码cq为:内码第二字节 20 xa0chpo s=(cq394+ cw295)332;算出点阵字模在字库中的起始位置rew ind (clib );回到字库的起点位置fseek (clib , chpo s, SEEKSET ) ;指针移动到点阵字模在字库中的起始位置fread(dot, sizeof(un signed sho rt) , 16, clib) ;读入点阵字模f

16、o r (i= 0; i 16; i+ + ). . . . .fo r (j= x, po s= 0 x8000; jheader.type =p Inpu tEven t -modifiers&U GLKEYBOARDKEYDOWN ) if (p Inpu tEven t- type. keyboard . key = = 48+i)若按数字键i. . . . . .相应操作6实时时钟在 许 多 应 用 中, 需 要 在 界 面 上 显 示 时 钟, 而W indM L 提供了符合POSIX 1003 . 1b 标准的 A P I 以提供系统时间 。 首先, 需要定义一个如下的结构用以存

17、储时间 :structtim espec tim et tvsec;long tvnsec ;tim et为W indM L的类型定义,实际上就是un signed long型,其定义的变量tvsec用以存储秒数。long型变量tvnsec用以存储纳秒数 。 然后就可以用clockgetti me(clock idtclockid,structtim espec3tp)函数将系统时间存入tim e2spec型结构tp中。下面是一个按时钟方式显示系统自开机以来的时间的程序:void D isplaySystem T im e (U GLGCID gc ) structtimespec N ewS

18、ystem T im e ;定义结构clockgetti m e(CLOCKR EAL T I M E,&N ewSystem T im e) ;获取系统时间if (N ewSystem T im e . tvsec!= O ldSystem T im e)如果系统时间有更新 in t T empT im e, j;char buffer20;T empT im e= in t (N ewSystem T im e . tvsec (60360) ) ;小时数if(T empT im e 10)j= sprin tf(buffer , % d, 0);小时数小于10时,首位补0j+ = spr

19、in tf (buffer + j, % d, T empT im e) ;写入小时数elsej= sprin tf (buffer , % d, TempT im e) ;写入小时数j+ = sprin tf(buffer + j, % c, : );写入时钟分割符号 “:”T empT im e=int( (N ewSystem T i m e.tvec2T empT im e3(60360) ) 60) ;分钟数. . . . . .uglBatchStart(gc);锁定图形资源uglT extD raw(gc, 580, 40,21, buffer);显示时间uglBatchEnd(

20、gc);释放图形资源O ldSystem T im e= N ew System T i m e . tvsec;7结束语本文对用来实现V xW ork s下的显控程序设计的W indM L 2. 0 作了比较全面的介绍。 并针对W indM L中不能显示中文的缺点给出了在实用中已经得到验证的解决办法 。并且以实例说明了用W indM L 进行显控程序设计时所要用到的基本图形操作、 响应键盘输入和实时时钟的编程, 这些实例是我们在编程实践中经过反复探索得到的。 安捷伦科技突破性的SerDes专利半导体核心技术可以在每个芯片中集成150条信道北京 2安捷伦科技日前宣布, 其最新的0 . 13 微

21、米嵌入式串行解串行(SerDes) 半导体IP(专利 )Core实现了重大突破。新的 IP Core 功耗低 , 实现了最低的抖动 , 使安捷伦能够把多达150 条 SerDes 信道集成到一个专用集成电路(A SIC) 上, 每条信道的工作速率可以高达 3 . 125 Gb s 。与以往相比, 突破性的IP Core 可以在一个芯片上集成更多的SerDes 信道。 通过集成多条信道, 网络设备制造商(N EM s) 可以提高SerDes 系统设计的可靠度 , 缩小其尺寸 、 并降低其复杂程度及成本, 实现下一代高带宽网络和存储系统。安捷伦在 A SIC 领域的能力基于该公司设计支持超高 Se

22、rDes 信道数的高晶体管A SIC 的经验。安捷伦曾经在一个CM O S芯片上集成了50 多条 2 . 5 Gb s的发射和接收信道; 而后 , 又生产了一种集成了36 条多速率 (高达 3 . 125 GB s)SerDes 信道的 A SIC。安捷伦新推出的嵌入式SerDes Core展示了业内最低的抖动性能 。 抖动性能是用来衡量网元的工作性能的一个关键指标, 网络中感应到的任何相位偏差或抖动都可能会导致传输质量下降、 误码和数据丢失 。 安捷伦新推出的SerDes Core 的均方根 (RM S) 低于 2 皮秒, 实现了优秀的随机抖动性能,可以在网络设备背板应用中支持优于10 17

23、 的误码率 (B ER)。安捷伦提供的新型0 . 13 微米 SerDes Core, 可以组合在超高信道数的芯片中。 低功率 Core 的典型工作功率为75mW , 符合 XAU I 、 光纤通道和Infin iB and标准。 它还带有可以选择的参考时钟, 并支持背板应用和芯片到芯片应用。 其最大可用行程(定义为一串连续的 1 或 0) 超过 100 位, 高于 SONETSDH 要求。?9?电子工程师计算机应用V ol. 28N o. 122002名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -