嵌入式图形用户界面在S3C44B0X上的移植
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μC/GUI 实时操作系统 接口 S3C44B0X 移植 1 引言 如今随着信息化、智能化、网络化的迅速发展，嵌入式系统已被广泛 应用在消费电子、工业应用、军事国防、网络设备等领域。μC/GUI作为一个通 用的嵌入式应用的图形模块，它在嵌入式系统中的作用也显得的越来越重要。
μC/GUI是一个源代码开放的图形系统，它提供了丰富的资源，包括二维绘图库、 多字体及可扩充字符集、Unicode、位图显示、多级RGB及灰度调整、动画优化 显示、具有Windows风格的对话框和预定义控件(按钮、编辑框、列表框等)，以 及对键盘、鼠标、触摸屏等输入设备和双LCD输出的支持，目前在具有图形界面 的嵌入式产品中得到越来越广泛地应用。
2 通用嵌入式图形模块uC/GUI μC/GUI是一个通用的嵌入式应用的图形模块，它是美国Micrium公司 开发的一种高效的、与处理器和LCD控制器独立的通用GUI，可以适用各种CPU 和LCD，在单任务和多任务操作系统中，它都可以工作得很好。它具有驱动接口 层和应用层，全部代码采用ANSI _C编写，提供源代码，可以方便的移植到各种 平台下。
2.1 μC/GUI特点 (1) 支持任何8位、16位和32位的CPU，只要求CPU具有相应的ANSI_C 编译器即可。
(2) 所有硬件接口定义都使用可配置的宏。
(3) 字符、位图可显示与LCD的任意点，并不限制与字节长度的整数 倍数地址。(4) 所有程序在长度和速度方面都进行了优化，结构清晰。
(5) 对于慢速的LCD控制器，可以使用缓冲存储器减少访问时间，提 高显示速度[1]。
因为μC/GUI具有这些优点，它越来越受到更多嵌入式设计者的青睐。
2.2 μC/OS-II介绍 在嵌入式系统的开发过程中，选择操作系统与选择开发平台一样的重 要。虽然不是一个完整的实时操作系统，只是一个实时内核，但与其它操作系统 比起来它具有很多优点因而得到了广泛的应用。首先它是一种结构简单、源代码 公开的操作系统，适合所有的开发者使用;它具有可移植性，它的绝大部分源码 都是用移植性很强的 ANSI _C编写，与微处理器硬件相关的部分采用汇编语言 编写，很容易被移植到各种微处理器上;它还具有可固化和可裁剪等特点，对于 嵌入式设计者来讲的，只要拥有固化手段(C编译、连接、下载和固化)，就可以 很方便将其嵌入到产品中去。设计者还可以根据系统应用程序的需要对μC/OS-II 进行相应的裁剪来减少产品中的μC/OS-II所需的存储器空间，这可以通过条件编 译来实现。
2.3 μC/GUI接口 μC/GUI 是运行于操作系统之上的程序，它既需要与操作系统的协调， 又需要与各种输入输出设备的协调，来实现用户层与应用程序层的联结，即通过 输入设备接收用户请求、通过输出设备反映微处理器的响应。因此在这一过程中 GUI至少要与3个对象打交道:输入设备、输出设备和操作系统。因此μC/GUI接口 主要包括2 个，与操作系统的接口和与输入输出设备的接口，这也正是在移植 μC/GUI的过程中所要解决的关键问题。
对于操作系统，GUI作为操作系统的一个显示任务接受操作系统的调 度，μC/GUI提供了与操作系统的接口支持。与操作系统的接口主要解决系统实 时性的要求。对于用户输入，μC/GUI提供了键盘、鼠标以及触摸屏等支持，对 于输出设备GUI反映微处理器的响应给用户是通过LCD输出图像来完成的，对于 不同型号和显示原理的LCD要编制相应的驱动程序。
3 uC/GUI在基于S3C44B0X的μC/OS-II上移植3.1 S3C44B0X 微处理器和开发平台简介 这里硬件开发平台的微处理器选择三星公司的S3C44B0X，实时操作 系统选择移植性较强的μC/OS-II。
S3C44B0X 微处理器是三星公司专为手持设备和一般应用提供的一 款高性价比的微处理器解决方案，它采用ARM 7TDM I核，工作在66MHz，为减 少外围件, 该芯片集成了8KB的Cache、LCD控制器、5通道PWM定时器和一个内 部定时器、71个I/O口、8个外部中断源、实时时钟等[3]。
移植的目标平台的液晶模块使用320×240分辨率, 通过总线的形式连 接在S3C44B0X的Bank3上, 并在系统的内存区开辟了一块内存作为液晶显示的 后台缓存。
要成功将μC/GUI移植到该平台上一般要解决以下几方面的问题。
3.2 μC/GUI与操作系统的接口相关部分的修改 μC/GUI 在与μC/OS-II结合应用时通常被分为几个小的显示任务，由 于每个显示任务都共用一个GUI_Context上下文变量，在操作系统进行任务切换 时一个GUI任务对上下文的操作可能被另外一个GUI任务打断，此时新的GUI任 务对上下文的操作是在被中断任务的上下文基础上进行的，这样前一个任务的信 息会被后一个任务所使用，有些基本信息作为公用信息需要被共用，而有些信息 在处理过程中是不能被打断的。这就存在资源互斥的问题。
μC/GUI在设计时是通过上锁和解锁来解决此问题。其过程是通过在 关键区域入口设置GUI_X_Lock()以获得专一访问权，用完后在出口处设置 GUI_X_ Unlock()让出资源，达到多个GUI任务对同一数据在关键区域内访问的 互斥。
在μC/GUI移植到μC/OS-II的过程中，则需要利用操作系统实现资源互 斥的系统调用对上述宏进行替换，这涉及到3个任务调度函数的重新定义: void GUI_X_InitOS (void);
/*任务初始化*/ void GUI_X_Lock (void);/*任务锁定*/ void GUI_X_Unlock (void);
/*任务解锁*/ 此外μC/GUI还用到μC/OS-II中的延时调用，通过在GUI_X_Delay()中 调用μC/OS-II的OSTimeDly()实现延时和任务切换。这涉及到2个系统时间接口函 数的定义: int GUI_X_GetTime (void);
/*取系统时间*/ void GUI_X_Delay (int ms);
/*延时函数*/ 3.3 μC/GUI与输入输出设备驱动接口模块设计 本文以LCD驱动接口模块设计为例介绍在μC/GUI移植过程中LCD驱 动程序的编写，以最终实现图形显示。
驱动程序主要是LCD初始化，这个函数完成对44B0X LCD控制器的 配置、显存的映射等。这里还是以320×240彩色LCD为例介绍一下初始化程序的 编写。具体如下: void LCD_Init(void) { int i;
LCD_DisplayOpen(FALSE);
/* 关LCD显示 */ for(i=0;
i320*240;
i++) /* 初始化显存 */ *(pLCDBuffer256+i) = 0x0;rPDATD = 0xff;;
/* PDATD[7 :0]: 此处初始化为0xff */ rPCOND = 0xaaaa;
/* PCOND[15:0]: 配置为功能端 */ rPUPD = 0x00;
/* PUPD [7 :0]: 允许相应位的上拉电阻(0=允许, 1=禁止) */ rLCDCON1 = (0)|(DISMODE5)|(WDLY8)|(WLH10)|(CLKVAL12);
/* disable,8B_SNGL_SCAN,WDLY=16clk,WLH=16clk, CLKVAL=10*/ rLCDCON2 = (LINEVAL)|(HOZVAL10)|(LINEBLANK21);
/* 彩色模式, LCDBANK=0xc000000, LCDBASEU=0x0 */ rLCDSADDR1= (MODESEL27) | (((U32)pLCDBuffer25622)21) | M5D((U32)pLCDBuffer2561);
rLCDSADDR2= M5D(((U32)pLCDBuffer256+(LCDWIDTH*LCDHEIGHT))1) | (MVAL21);
rLCDSADDR3= PAGEWIDTH | (OFFSIZE9);
rREDLUT = 0xfdb97531;
/* 设置红绿蓝三色的颜色值*/ rGREENLUT = 0xfdb97531;
rBLUELUT = 0xfb73;
rDITHMODE = 0x0;
rDP1_2 = 0xa5a5;
rDP4_7 = 0xba5da65;
rDP3_5 = 0xa5a5f;rDP2_3 = 0xd6b;
rDP5_7 = 0xeb7b5ed;
rDP3_4 = 0x7dbe;
rDP4_5 = 0x7ebdf;
rDP6_7 = 0x7fdfbfe;
/* enable,8B_SNGL_SCAN,WDLY=16clk,WLH=16clk, CLKVAL=10*/ rLCDCON1 = (1)|(DISMODE5)|(WDLY8)|(WLH10)|(CLKVAL12);
Delay(5000);
LCD_BkLight(TRUE);
/* 开背光 */ LCD_DisplayOpen(TRUE);
/* 打开LCD显示 */ } 完成如上LCD驱动以后, 再设置相应的中断服务子程序(IS), μC/GU I 就可以稳定地运行在μC/OS-II和目标平台之上了。
3.4 μC/GUI配置文件参数的修改 主要是LCDConf.h配置文件的修改，如果LCD选用320×240彩色，就 要作如下修改LCDConf.h的内容: /*LCDConf.h*/ #ifndef LCDCONF_H #define LCDCONF_H #define LCD_XSIZE (320) /* LCD水平分辨率 */ #define LCD_YSIZE (240)/* LCD竖直分辨率 */ #define LCD_BITSPERPIXEL (8) #endif 另外，还涉及到LCD寄存器常量的设置等这里不一一详述。
到这里μc/GUI的移植基本完成。本文只介绍了μc/GUI结合LCD在基于 S3C44B0X的μC/OS-II上的移植。如果涉及到输入设备键盘、鼠标以及触摸屏的 移植还要编写相应的驱动程序和其相关参数的修改。
4 结束语 本文详细介绍了嵌入式图形用户界面在基于μC/OS-II目标平台上的 移植过程，实际表明在具有图形界面的嵌入式系统的开发中，采用基于μC/OS-II 的图形系统μc/GUI，移植简便、使用方便灵活，目前基于 μC/OS-II的μc/GUI系 统已成功移植到了系统效率测试仪上，系统的电能参数(电流、电压、功率)可以 实时采集和实时波形显示;参数设置以菜单、编辑框的形式实现，界面的切换以 窗口的形式实现。充分利用了μc/GUI强大的图形功能，使人机界面更加丰富、友 好。实践表明系统具有良好的实时性和稳定性。