μC／GUI在嵌入式智能監控系統中的移植研究與應用

摘要：為了使智能監控系統具有人機交互功能，以DE2開(kāi)發(fā)板為驗證平臺，通過(guò)編寫(xiě)VGA IP核以及在SoPC Builder搭建硬件環(huán)境，移植嵌入式圖形界面軟件μC／GUI到NiosⅡ嵌入式軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。實(shí)驗結果表明，μC／GUI成功移植到NiosⅡ嵌入式開(kāi)發(fā)平臺中，可以實(shí)現μC／GUI文字顯示、繪圖以及窗口管理等功能，并可以外接任何具有VGA接口的LCD顯示器。
關(guān)鍵詞：人機交互；μC／GUI；移植；NiosⅡ

0 引言
人機交互是智能化嵌入式產(chǎn)品一項重要功能，在設計智能監控系統時(shí)人機交互需要界面設計軟件，常用的圖形界面軟件有MiniGUI，QT／Embedded，OpenGUI等。Altera公司NiosⅡ已經(jīng)集成了μC／OS-Ⅱ系統。μC／OS-Ⅱ是一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)內核，不具有現代操作系統的線(xiàn)程，上述GUI不能方便的運行。
μC／GUI是一個(gè)優(yōu)秀的嵌入式圖形用戶(hù)界面，具有眾多的優(yōu)點(diǎn)。如，代碼開(kāi)源，占用系統資源少，所有的代碼均由ANSIC實(shí)現，功能強大且易于移植，可以應用于任何的LCD控制和CPU任何尺寸的物理與虛擬顯示，非常適合用于資源有限的嵌入式系統中。同時(shí)，μC／GUI與μC ／OS-Ⅱ都是美國Micrium公司產(chǎn)品，μC／GUI能輕易地在μC／OS-Ⅱ上應用，實(shí)現與μC／OS-Ⅱ的無(wú)縫結合。
本文在設計具有人機交互功能的基于NiosⅡ的嵌入式智能監控系統時(shí)，為實(shí)現友好的人機交互和更加方便的顯示，將μC／GUI移植到NiosⅡ嵌入式平臺，系統采用通用液晶顯示器顯示，具有更加廣泛的通用性。

1 硬件系統設計
本系統設計采用的硬件平臺是Altera公司生產(chǎn)的DE2開(kāi)發(fā)板，使用軟件是QuartusⅡ9．0，FPGA芯片是EP2C35F672C6，通過(guò)VGA接口連接液晶顯示器顯示，利用QuartusⅡ軟件的SOPC Builder搭建的系統設計如圖1所示。其中，PS／2 IP核是采用AItera公司大學(xué)計劃中的IP核，SDR AM為系統運行時(shí)的內存。在系統中運行交互界面時(shí)，通過(guò)PIO傳輸系統設置的參數，控制硬件實(shí)現的視頻的采集、顯示與相關(guān)視頻分析算法的實(shí)現。

VGA IP核采用突發(fā)傳輸模式，這樣可以提高從端口的數據吞吐量，在主端口一次多個(gè)數據單元的時(shí)候，可以達到極高的效率。在本設計的VGA IP核設計一次傳輸10個(gè)數據單元，額外的burstcount信號為4位。

2 μC／GUI移植
本系統采用μC／GUI 3．98版本進(jìn)行移植，在移植μC／GUI之前，有必要熟悉μC／GUI的軟件體系結構與文件結構，μC／GUI的軟件體系結構如圖2所示。