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----  VxWorks下基于Tilcon的圖形界面顯示方案  (http://www.scb-ycwb.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=11&id=1399)

-- 作者：wangxinxin
-- 發布時間：2010-11-17 9:01:04
-- VxWorks下基于Tilcon的圖形界面顯示方案

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<div class="t_msgfont" id="postmessage_363025"><a href="http://www.ed-china.com/SEARCH/ART/VxWorks.HTM">VxWorks</a>是由美國風河公司開發的一套微內核、高可靠性、可裁剪的嵌入式多任務實時操作系統，是現在所有獨立于處理器的操作系統中最具特色的一個，具有多達1800多個功能強大的應用程序接口，近年來以其出色的可靠性和實時性廣泛地應用于醫療、航空、船舶、車載電子等領域。如同大部分嵌入式操作系統一樣，VxWorks并沒有集成完善的用戶圖形開發界面，但隨著嵌入式操作系統的廣泛應用，用戶對產品各個方面的要求越來越高，工程師們也開始將項目的目標定位成“以人為本”，開發友好且健壯的人機界面得到空前的重視。風河公司為此開發出可選組件WindML(WindRiver Multimedia Library)，WindML作為VxWorks的媒體庫為用戶提供了進行圖形界面開發的豐富的API，也為用戶提供了一個實用性極強的圖形硬件接口。盡管利用WindML可以進行基于代碼的各種用戶界面的開發，但用戶可以利用更實用的<a href="http://www.ed-china.com/SEARCH/ART/Tilcon.HTM">Tilcon</a>工具，實現“拖-放”式的圖形界面設計，把用戶從大量編碼的圖形界面開發方式中解放出來，大大簡化了嵌入式系統圖形界面的開發過程[1]。 WindML 1．WindML介紹 WindML(WindRiver Multimedia Library)是運行在嵌入系統中的多媒體應用；為各種體系提供基本圖形、視頻和音頻技術。WindML是獨立于操作系統的圖形界面引擎，它可實現盡可能小的內存占用，同時提供最佳性能。WindML由兩個組件組成：一個軟件開發工具箱(SDK)，為各種平臺開發與硬件無關的應用開發服務；一個驅動程序開發工具箱(DDK)，用于實現驅動程序。二者提供用于圖形界面開發的豐富的API，包括區域管理，文字顯示，顏色管理，視頻支持，特殊圖像格式處理等方面，使開發人員在Wind River的實時操作系統上建造豐富的、全面的、可嵌入的GUI成為可能，同時保證較低系統開銷和快速市場化[2]。其中DDK包括16位Unicode字體支持；使用灰度字體、true type 字體、防混淆和字體的子像素渲染這些增強特性。在體系結構上可以理解為，WindML將軟件、硬件隔離開，實現脫離軟硬件環境的更穩定高效的圖形界面開發。如圖1所示，其層次結構從上到下依次為：軟件——SDK——DDK——硬件，依靠這種結構可以進行各種多媒體應用進行模塊化開發。 <img alt="VxWorks下基于Tilcon的圖形界面顯示方案" src="http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/200908/20090827_ES_EMS_TS_62F1.JPG" align="center" border="0"/> 圖1：WindML結構關系圖。 WindML具有如下優點：極小內存占用，容易移植到定制硬件上，高性能圖形輸出，直觀的、完善的API，靈活的內存管理，事件路由，基本窗口創建，ISO 8 位和Unicode 16-位字體支持，帶有抗混淆支持的AGFA 單型第三方字體引擎插件選項，多線程支持，Alpha混合支持，視頻疊加支持，JPEG圖像支持，用于Tornado II的VxSim模擬程序支持[3]。 2.WindML的配置及編譯利用Tilcon進行應用程序圖形界面開發，WindML的配置及編譯都是首要的前提條件，還需要將編譯后的WindML加載到VxWorks的內核，最終實現其“承上啟下”的功能。安裝WindML不會影響原Tornado安裝，安裝后WindML的配置工具和組件會自動出現在IDE中。配置WindML需要在VxWorks的集成開發環境Tornado中進行，依照Tools /WindML/Configure 步驟打開相應配置對話框，如圖2所示。需要強調的是，位圖字體選項卡中，提供了可選的Unicode 16-位字體支持，可根據具體需要增加或是裁剪字庫，精簡嵌入式系統的內核。確定需要用的多媒體設備，配置好WindML后就是編譯多媒體庫，對于每一次重要的修改應先選擇clean清除原本的多媒體庫內容，再進行編譯，而工程中涉及到的對字體的修改只需要直接編譯即可。 <img alt="VxWorks下基于Tilcon的圖形界面顯示方案" src="http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/200908/20090827_ES_EMS_TS_62F2.JPG" align="center" border="0"/> 圖2：WindML配置選項。 Tilcon圖形開發軟件介紹 1.Tilcon簡介 Tilcon Interface Development Suite(IDS)為多平臺用戶接口開發提供解決方案，是目前最先進的VxWorks下實時操作系統圖形開發工具，它集成了大量成熟控件，用戶只需要從工具欄中拖動控件，即可實現簡單的界面開發，它開發的圖形應用程序具有可裁剪性強、運行效率高、顯示效果好等優點，因此Tilcon已成為Wind River 開發環境首推的圖形界面開發工具。Tilcon的另一個巨大的優點就是它的程序代碼不需要修改就可以從VxWorks上移植到Windows上運行，這極大地方便了調試過程，并且Tilcon支持Windows、L inux宿主機開發環境；同時還它可以支持Windows 98 /2000 /ME /NT/XP、W in2dows CE、Linux、VxWorks、QNX等多種目標操作系統的交叉開發。 2. Tilcon組件構成 Tilcon開發系統由三個主要部件構成：Tilcon嵌入式向量引擎(EVE)，平臺無關的API和可視化設計工具Tilcon Interface Builder——Tilcon圖形編輯器，如圖3所示。EVE 是一個小的、事件驅動的內核，獨立于應用程序的進程，其主要任務是驅動、管理所有的用戶界面顯示及人機交互事件。Tilcon的這種分離設計方式，使得應用程序只需要專注于實現自己核心的實時應用。第二個部件是平臺無關的復雜的API調用，API是人機交互的接口函數，這些函數可以動態創建對象，可以控制對象屬性，無論在Tilcon圖形編輯器上可以直接修改還是不能直接修改的屬性，利用豐富的API函數都可以實現。 Tilcon Interface Builder為用戶提供了便捷的圖形界面設計環境，將所需要的控件拖拽到需要放置的位置即可，并且所有控件的顯示風格和功能可以通過對象屬性頁進行方便地修改。IDS用類似VB的方式構建界面，并生成不含代碼的窗口描述文件，窗口中的每一個對象都有自己的ID，Value，還有其他屬性，如：是否模糊，對象之間是否關聯，按鈕的抬起或按下，指針指向的數值等等。這些屬性通過EVE引擎，調用API，都可以讀取和控制，從而得知窗口的改變或控制窗口的行為，該API與C/C++完全兼容，且平臺無關，開發人員只需關注程序的邏輯與實現，而不必考慮其他[4]。 <img alt="VxWorks下基于Tilcon的圖形界面顯示方案" src="http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/200908/20090827_ES_EMS_TS_62F3.JPG" align="center" border="0"/> 圖3：Tilcon的體系結構。從圖3可以看出用戶的應用程序，或者說程序員開發的應用程序，完全的C程序，通過API與引擎通信，用戶界面也是通過引擎呈現到用戶屏幕面前，兩者通過引擎結合。不難看出，由于引擎的存在，不管是用戶界面，合適用戶的應用程序，都可以做到平臺無關，只需針對不同的平臺做不同的設置，因而大大減少了重復勞動，用戶界面和程序代碼都可重復利用，縮短了開發周期和成本。由于IDS可以直接導入圖片，因此用戶界面也可以很漂亮。 3. Tilcon的使用方法基于Tilcon的結構組成，可以靈活的對圖形界面進行設計。首先，利用IDS產生合乎要求的界面，保存后生成twd ( Tilcon Window Definition) 文件；其次，用戶編寫應用程序來控制圖形界面的顯示，同時利用豐富的API函數豐富界面的功能。典型的基于VxWorks的Tilcon應用程序架構如圖4所示。 <img alt="VxWorks下基于Tilcon的圖形界面顯示方案" src="http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/200908/20090827_ES_EMS_TS_62F4.JPG" align="center" border="0"/> 圖4：典型的基于VxWorks的Tilcon應用程序架構。在用戶編寫應用程序來控制圖形界面的顯示這一步中，需要說明的是：初始化數據結構時，決定了是基于哪種操作系統。應用程序使用TRT_Start命令啟動EVE，加載和顯示窗口之后，應用程序將進入主循環，等待事件的發生。主循環中可定義各種作用的API函數進行窗口事件處理，通過引擎作用繼而控制控件的動作[6]。 VxWorks中大字體顯示 1. 問題的提出 VxWorks作為嵌入式實時操作系統，在國內應用已非常廣泛，但VxWorks原廠商沒有直接提供完備的漢字顯示解決方案，及普通字符集的大字體顯示功能。也就是說，無論是Times new roman 還是Helvetica ，都只能提供最大24號的字體顯示，而大部分項目的圖像界面分辨率為640*480，無疑24號的字體對于顯示屏來講太小了。通常，實時顯示一定要直觀，并且顯示的效果還要達到最佳，最適合工作人員觀察，因此關鍵數據的顯示一定要清晰、明了。 2. 問題的解決方案實現西文大字體顯示的最根本的方法就是在WindML字庫中添加同已有字體文件相一致的大號字體的點陣信息源文件，完全自主開發一套點陣存儲、點陣獲取、點陣顯示、漢字顯示函數。但這種方法會消耗大量的時間在無用的點陣信息修改上，使得顯示變得復雜。另一種方法就是基于已存在的點陣信息源文件進行修改，改造WindML的雙字節和單字節顯示函數，該方法對點陣的操作相當靈活，適合對點陣信息進行較少修改時，直接實現大字體的顯示。對于一般性的工程實際問題，屏幕上要求實時變化的一般為0-9這十個數字，而漢字顯示通常只作為背景出現，考慮到VxWorks內核的大小，對于漢字的顯示只需要通過Tilcon的背景設置，令其以圖片的形式顯示出來即可，修改已有的WindML字庫來顯示大于24號的數字成為最簡便的一種方法。 </div>
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