μC／GUI在Nios II嵌入式平臺上的移植研究

摘要：為了使便攜式心電監護儀具有友好的人機交互和方便的顯示，移植了一個(gè)GUI界面系統。以DE2-70配套開(kāi)發(fā)板為驗證平 臺，TFTLCD IP核是在QuartusⅡ9．0軟件平臺下，使用Verilog在FPGA上用硬件邏輯電路進(jìn)行設計。該IP核是利用QuartusⅡ開(kāi)發(fā)和其集成的 SOPC Builder系統開(kāi)發(fā)工具而設計的。μC／GUI則是在配套開(kāi)發(fā)軟件NiosⅡIDE中進(jìn)行移植實(shí)現。實(shí)驗結果表明，μC／GUI界面系統成功運行在開(kāi) 發(fā)板上，可實(shí)現窗口管理、在指定位置顯示文字和顯示圖片等功能。

關(guān)鍵詞：μC／GUI；TFT LCD IP；SOPC；移植；NiosⅡ

便攜式醫療監護儀已成為人們日常生活中不可缺少的一部分。便攜式設備是由硬件與軟件緊湊組合的一個(gè)單元模塊，是一種體積小、智能化程度高、功能全、使用靈 活、操作方便的便攜機，適合家庭使用、外出攜帶等用途。為了使便攜式心電監護儀實(shí)現友好的人機交互和更加方便的顯示，這里提出一種GUI界面系統設計，就 是在基于NiosⅡ處理器的嵌入式平臺上實(shí)現μC／GUI的移植，使之實(shí)現系統功能。

1 μC／GUI的系統移植
1．1 μC／GUI簡(jiǎn)介及可移植性分析
μC／GUI是Micrium公司開(kāi)發(fā)的通用的嵌入式圖形用戶(hù)界面軟件，其中圖形用戶(hù)接口GUI(Graphical User Interface)。該界面軟件被設計用于為任何使用一個(gè)圖形LCD的應用提供一個(gè)有效的不依賴(lài)于處理器和LCD控制器的圖形用戶(hù)接口。它能工作于單任 務(wù)或多任務(wù)的系統環(huán)境下。μC／GUI適用于使用任何LCD控制器和CPU的任何尺寸的物理和虛擬顯示，具有源代碼開(kāi)放及模塊化設計的特點(diǎn)。
μC／GUI的代碼全部用ANSI的C語(yǔ)言編寫(xiě)的，具有很強的移植性。由于μC／GUI采用分層結構，即具有驅動(dòng)接口層和應用層，因此可方便地移植到各種 CPU下使用。μC／GUI對各類(lèi)圖像LCD顯示器具有良好的支持，并且有常見(jiàn)的2D圖形庫和窗口管理功能，而且消耗較少的系統資源，占用RAM和ROM 的空間很小。在典型的應用中，μC／GUI需要的資源如表1所示。由表1可見(jiàn)，運行μC／GUI需要的系統資源不是很多，并支持幾乎所有類(lèi)型的CPU與大 多數的LCD模塊，μC／GUI的源代碼規模適中，移植過(guò)程中可將不需要的代碼進(jìn)行剔除，而且結構層次清晰，因此適合用于嵌入式系統中。

1．2 μC／GUI移植原理
嵌入式用戶(hù)圖形界面系統μC／GUI與嵌入式實(shí)時(shí)操作系統μC／OS-Ⅱ都是美國Micrium公司產(chǎn)品，μC／GUI能更輕易地在 μC／OS-Ⅱ上應用，實(shí)現與μC／0S-Ⅱ的無(wú)縫結合。在NiosⅡ嵌入式系統中，Altera公司已經(jīng)將μC／OS-Ⅱ操作系統移植成功并且提供使 用，所做的工作是將μC／GUI移植到NiosⅡ嵌入式平臺之上，使其能與μC／OS-Ⅱ操作系統結合使用，采用μC／GUI 3．98版本的源代碼進(jìn)行移植。
μC／GUI的軟件體系結構如圖1所示，μC／GUI函數庫為用戶(hù)程序提供GUI接口，包含的函數有文本、數值、二維圖形、輸入設備以及各種窗口對象。其 中，輸入設備可以是鍵盤(pán)、鼠標或觸摸屏；二維圖形包括圖片、直線(xiàn)、多邊形、圓、橢圓、圓弧等；窗口對象包括按鈕、編輯框、進(jìn)度條、復選框等。

μC／GUI函數庫可以通過(guò)GUIConf．h文件進(jìn)行配置，包括內存設備，窗口管理器，支持操作系統、觸摸屏，以及配置動(dòng)態(tài)內存的大小等。在移植中，需要根據系統需要以外設所支持的功能對GUIConf．h文件進(jìn)行配置。
在LCDConf．h文件中定義了與硬件有關(guān)的各種屬性，如液晶的大小、顏色以及與液晶的接口函數。而LCD驅動(dòng)文件則負責把μC／GUI的各種函數解釋 成LCDConf.h文件定義的液晶接口函數，這個(gè)文件與具體的硬件連接無(wú)關(guān)。在移植時(shí)，需要對LCDConf．h文件進(jìn)行配置，并針對LCD控制器編寫(xiě) 相應的LCD驅動(dòng)文件。