基于NiosⅡ嵌入式平臺實(shí)現μC／GUI在便攜式醫療監護儀上的移植

　　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。

　　2 μC/GUI在NiOSⅡ上的移植設計

　　2.1 TFT LCD IP核結構

　　μC/GUI的移植是基于IP核的移植，編寫(xiě)TFT LCD控制器，所以移植時(shí)，在底層配置文件，參數的配置要和TFT LCDIP的相關(guān)參數相匹配，否則不可能移植成功，該IP核的結構如圖2所示。

　　液晶屏采用臺灣統寶公司的TRDB_LCM 3.6寸屏，該屏的分辨率是320x240，支持24位色，也就是RGB888模式，但是由于A(yíng)valon總線(xiàn)支持傳輸數據寬度的差異，因此只用16位 色，即RGB為565的模式。由于DE2-70有2個(gè)32 MB的SDRAM，所以拿使用其中一塊作為數據的存儲器，Nio-sⅡ處理器將圖像數據寫(xiě)入該SDRAM中，在NiosⅡIDE中用軟件控制緩沖器的開(kāi) 啟，當開(kāi)啟緩沖器之后，該BUFFER會(huì )源源不斷地讀取SDRAM中的數據，為避免讀數據和NiosⅡ處理器向其中寫(xiě)入數據時(shí)發(fā)生沖突，Avalon總線(xiàn) 自動(dòng)在二者之間加入了一個(gè)Arbitrator仲裁模塊來(lái)決定執行哪個(gè)操作。

　　配置LCD采用3線(xiàn)串行總線(xiàn)配置LCD，緩沖器以Avalon存儲器映像主機的方式從SDRAM中讀取數據，然后以Avalon Streaming Soume的方式把這些數據傳送到LCD控制器上，LCD控制器是以Avalon Streaming Sink的方式接收從緩沖器傳來(lái)的數據，LCD控制器生成時(shí)序，在適當時(shí)候將數據送出到TFT LCD屏上顯示。