【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）基于AM3517的嵌入式Linux移植的GUI開發(fā)-軟件工程

基于 嵌入式 植的 發(fā) 基于 嵌入式 植的 發(fā) 摘要 和通用計算機(jī)不同，嵌入式系統(tǒng)的的硬件和軟件的設(shè)計必須以高效為前提，去除各種冗余，盡量做到量體裁衣。以最輕量的系統(tǒng)和最低廉的成本來完成需求的功能。通常而言，嵌入式系統(tǒng)具有低功耗、集成度高等特點(diǎn)。當(dāng)前， 嵌入式技術(shù)全面展開，目前已成為通信和消費(fèi)類產(chǎn)品的共同發(fā)展方向。在通信領(lǐng)域，數(shù)字技術(shù)正在全面取代模擬技術(shù)。在廣播電視領(lǐng)域，我國已開始由模擬電視向數(shù)字電視轉(zhuǎn)變，歐洲的數(shù)字電視廣播技術(shù)已在全球大多數(shù)國家推廣。數(shù)字音頻廣播也已進(jìn)入商品化試播階段。而軟件、集成 電路和新型元器件在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用日益重要。所有上述產(chǎn)品中，都離不開嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。在個人領(lǐng)域中，嵌入式產(chǎn)品將主要是個人商用，由于嵌入式設(shè)備具有自然的人機(jī)交互界面。 幕為中心的多媒體界面給人很大的親和力。手寫文字輸入、語音撥號上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像已取得初步成效。 未來的幾年內(nèi)，隨著信息化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也將獲得廣闊的發(fā)展空間。嵌入式系統(tǒng)是這個后 代的擎天之柱。 因此， 我們有理由相信，未來的電子技術(shù)就是嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的天下。 處理器是一種高性能、低功耗的 32 位 處理器。它被廣泛應(yīng)用于嵌 入 式系統(tǒng)當(dāng)中。為了 追 求高性能和對高級語言 編譯 器的支持， 令集的編碼方式與正統(tǒng) 的 令集機(jī)器有所不同。目前，幾乎所有人的嵌入式系統(tǒng) 設(shè)計 和生產(chǎn) 廠 家都使 用 基于處理器 。 微處理器 ( 系列中的 件和基于 理器的微處理器 ( 基于 列的達(dá)芬奇視頻處理器和采用 理器的 件。 適用于德州儀器的開發(fā)工具、軟件等 產(chǎn)品。 新的高性能 產(chǎn)品系列、成熟穩(wěn)定的 系列 和 應(yīng)用處理器 為未來器件提供了無可比擬的可升級性。 品系列包含受任何制造商支持的最廣泛的 品。 決方案利用并增強(qiáng)了 核的可升級性、性能和效率，使客戶能夠在各個行業(yè)中實(shí)現(xiàn)包括工業(yè)自動化、測試和測量、醫(yī)療儀表、 程監(jiān)控、運(yùn)動控制和銷售點(diǎn)設(shè)備等在內(nèi)的各種 應(yīng)用。通過提供廣泛的嵌入式 件系列（跨越若干代代碼兼容的 構(gòu)）， 開發(fā)人員能夠升級性能、利用大量外設(shè)和降低系統(tǒng)成本，并為提升差異化功能和未來靈活性預(yù)留充足空間。 而 是 最新的產(chǎn)品之一，對于開發(fā)者而言各類的支持比較完善。 作系統(tǒng)作為自由軟件的代表，性能優(yōu)良，是 務(wù)器和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的操作系統(tǒng)，近年來，顯現(xiàn)了巨大的市場價值和廣闊的應(yīng)用前景。隨著 發(fā)展以及 術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等結(jié)合日益密切，嵌入式技術(shù)與 術(shù)的結(jié)合正推動嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展 。 嵌入式 根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的不同需求，逐漸修改和更新 核代碼形成的嵌入式 一般的 別集中在 核上：前者的內(nèi)核為嵌入式目標(biāo)平臺將通用 了專門設(shè)計和修改，后者的內(nèi)核應(yīng)用于通用 基于 嵌入式 植的 發(fā) 本次的工作內(nèi)容是 發(fā)。 出現(xiàn)和普及可以說是計算機(jī)發(fā)展的一個重大的成就，對于個人計算機(jī)的普及起到了至關(guān)重要的作用，滿足了非專業(yè)用戶的需求，使得人們免于記憶大量命令，而是用菜單、窗口、按鈕等直觀的方式進(jìn)行操作。 以說是一門綜合了計算機(jī)科學(xué)、美學(xué)、人體工學(xué)、心理學(xué)等多門學(xué)科的人機(jī)系統(tǒng)工程。國際上，許多國際知名的公司早 已認(rèn)識到 產(chǎn)品的營銷和普及方面有著巨大的增值功能，在公司內(nèi)部專門成立 計小組，在整個軟件行業(yè)也存在直接進(jìn)行 設(shè)計和分析的機(jī)構(gòu)。 嵌入式產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用帶動了 迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)需要一個高性能、高可靠的 支持?；?面系統(tǒng)為系統(tǒng)用戶提供了良好的使用和交互環(huán)境。 一個跨平臺應(yīng)用程序和 發(fā)框架。使用 需一次性開發(fā)應(yīng)用程序，無須重新編寫源代碼，便可跨不同桌面和嵌入式操作系統(tǒng)部署這些應(yīng)用程序。具有直觀的 C+ 類庫 、跨 桌面和嵌入式操作系統(tǒng) 的移植性、 跨平臺 集成開發(fā)工具、在 嵌入式系統(tǒng) 上的高運(yùn)行時間性能，占用資源少。 Qt 用于嵌入式 支持設(shè)備的領(lǐng)先應(yīng)用程序架構(gòu)?？梢允褂?建具有獨(dú)特用戶體驗(yàn)的具備高效內(nèi)存效率的設(shè)備和應(yīng)用程序。 以在任何支持 平臺上運(yùn)行。 直觀 您只須少數(shù)幾行代碼便可以更短的時間實(shí)現(xiàn)更高端的功能。具有如下的優(yōu)勢：即可用于 緊湊的視窗系統(tǒng)，又可用于廣泛的應(yīng)用程序處理器的開發(fā)；移植桌面 代碼至嵌入式平臺， 或通過重新編譯，反之亦然；編譯移除不常使用的組件與功能；利用系統(tǒng)資源并實(shí)現(xiàn)本地化性能；使得開發(fā)嵌入式設(shè)備猶如開發(fā)桌面系統(tǒng)一樣輕松簡單。 了提供所有 工具 以及 類庫 ，（ 如 外， Qt 提供用于最優(yōu)化嵌入式開發(fā)環(huán)境的主要組件。 建在標(biāo)準(zhǔn)的 ，應(yīng)用于嵌入式 備，并帶有自己的緊湊視窗系統(tǒng)。基于 應(yīng)用程序直接寫入 緩沖，解除了對 窗系統(tǒng)的需求。既減少內(nèi)存消耗，占位更小，又可利用硬件加速圖形的優(yōu)勢，還可編譯移除不常使用的組件與功能。 Qt 供一個虛擬幀緩沖器，可以采用點(diǎn)對點(diǎn)逐像素匹配物理設(shè)備顯示。具有如下的功能：真實(shí)的測試構(gòu)架，在桌面系統(tǒng)上嵌入式測試，模擬物理設(shè)備顯示的寬度、高度與色 深。在 ,進(jìn)程間通訊可以創(chuàng)建豐富的多應(yīng)用程序用戶體驗(yàn)。定義進(jìn)程間通訊的兩個主要概念即：信道與消息。進(jìn)程監(jiān)聽并向信道發(fā)送消息，并且任何時候只要監(jiān)聽到一個進(jìn)程便可創(chuàng)建信道。 持嵌入式 的多種字體格式，包括： 呈現(xiàn)字體。 展了 持，包括：構(gòu)建時自動數(shù)據(jù)抽取和運(yùn)行時自動更新。另外 提供定制字體格式的插件，允許在運(yùn)行時輕松添加新字體引擎。應(yīng)用程序間的字體共享功能可以提高內(nèi)存效率。 綜合以上考慮，使用 次 發(fā)的工具。 關(guān)鍵詞： 嵌入式系統(tǒng) 嵌入式 形用戶界面 基于 嵌入式 植的 發(fā) F of of be as as be is in it of In of V to V in to in is an of as of UI of it a of so no we to of is a of a 2is in to RM is in by s a RM to of -8 s 基于 嵌入式 植的 發(fā) RM I. TIs of to to in a of as an of RM of RM TI to of is of I,it of as of is of in C a in of of is on of is in s a s is in C My UI is a of to in as P3 or A as to or to to a of UI is to of of in of at UI to of as or to UI is an of is to of of a a as of to in is to it No UI is a of of UI a is to of it to of to be as a of of of up a 基于 嵌入式 植的 發(fā) As a UI is a of a UI to t/a Qt is a I t, of by t,+ DE on is I by t to Qts PI of in is a of to or by as as of PI t Qt an on PI to 11 be a on s of te,on to at is a of on t Qt at at to be at t as to 基于 嵌入式 植的 發(fā) 目 錄 第一章 緒論 . 1 題來源及出發(fā)點(diǎn) . 1 究任務(wù)及主要工作 . 1 景分析 . 1 文內(nèi)容及章節(jié)安排 . 2 第二章 嵌入式系統(tǒng) . 3 入式系統(tǒng)定義 . 3 入式系統(tǒng)特點(diǎn) . 3 入式系統(tǒng)前景 . 4 章小結(jié) . 5 第三章 硬件平臺分析 . 5 處理器 . 5 . 7 章小結(jié) . 9 第四章 操作系統(tǒng)分析 . 9 入式操作系統(tǒng) . 9 入式 . 9 章小結(jié) . 11 第五章 發(fā) . 12 . 12 立交 叉編譯環(huán)境 . 12 量級 橫向比較 . 13 t/析 . 14 t/系結(jié)構(gòu) . 14 t/ C/S 架構(gòu) . 15 t/圖形繪制方式 . 15 t/程機(jī)制 . 16 析 . 16 譯安裝 . 17 譯 . 18 譯 其他早期版本 . 18 譯 之后版本 . 20 寫應(yīng)用程序 . 21 章小結(jié) . 22 第五章 結(jié)論 . 23 謝辭 . 25 基于 嵌入式 植的 發(fā) 第 1 頁 共 25 頁 第一章 緒論 題來源及出發(fā)點(diǎn) 本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容為基于 的 作系統(tǒng)的移植，針對于目前嵌入式系統(tǒng)在市場的各個方面的廣泛運(yùn)用和 作系統(tǒng)的開源性和廣泛性，實(shí)驗(yàn)室從 州儀器）購買了 為開發(fā)板進(jìn)行研究。硬件部分工作由碩士研究生先行完成。而我們主要負(fù)責(zé)軟件部分的開發(fā)。 這次畢業(yè)設(shè)計作為本科四年的學(xué)習(xí)成果的鞏固和總結(jié)，既要求我們對于已經(jīng)學(xué)習(xí)的操作系統(tǒng)和 統(tǒng)內(nèi)核研究課程有深入的 了解和體會。又在硬件方面，即嵌入式系統(tǒng)，這一對我而言新的領(lǐng)域提出了新的要求。 究任務(wù)及主要工作 基于 的 作系統(tǒng)的移植主要分為三個方面，分別由三位本科生完成。我負(fù)責(zé)的研究任務(wù)在于 形用戶界面）開發(fā)。 具體工作如下： （ 1） 建立交叉編譯環(huán)境 （ 2） 編譯配置 3） 編譯生成 4） 配置 5） 移植測試 景分析 列器件是用于工業(yè)應(yīng)用的基于 處理器。這些器件提供了多種封裝、工業(yè)溫度選項(xiàng)、外設(shè)集成和卓越性能以及圖形功 能，并且具有低于 1W 的功率級。系統(tǒng)集成使設(shè)計人員能夠借助包括 制器和以太網(wǎng) 在內(nèi)的多個片上外設(shè)來降低系統(tǒng)成本。不同于其他 有 GX 可以使手持設(shè)備具有極其優(yōu)異的多媒體性能。 這類微處理器可以為價格低廉結(jié)構(gòu)小巧的 外設(shè)的連接提供穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)，具有很大的實(shí)用性，但是所面臨的問題也十分突出。首先，市面上的主流嵌入式操作系統(tǒng)均為商業(yè)化產(chǎn)品，價格高昂，并不適用于普通產(chǎn)品；其次，這些操作系統(tǒng)均 不對外提供源 基于 嵌入式 植的 發(fā) 第 2 頁 共 25 頁 代碼，代碼的可擴(kuò)展性很低，開發(fā)者無法根據(jù)需求的不同來自定義操作系統(tǒng)的功能。以上兩點(diǎn)極大的制約了這類為處理器的推廣。 典范，基于 核的各類操作系統(tǒng)也受到廣泛的關(guān)注和支持，具有一批穩(wěn)定的使用者和狂熱的開發(fā)者作為后盾。其低廉的成本與廣大的開放性，恰好可以解決微處理器所面臨的問題。因此，基于 嵌入 式 核的移植具有很高的價值。 文內(nèi)容及章節(jié)安排 本文對基于嵌入式硬件平臺 討論，并且 針對于移植的 形用戶界面）開發(fā)部分做出具體的分析。本文的組織結(jié)構(gòu)為： 第一章 緒論，介紹了這次研究工作的來源、工作、前景等背景信息。 第二章 嵌入式系統(tǒng)， 在綜述嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，介紹了嵌入式系統(tǒng)的 特點(diǎn)、前景等基礎(chǔ)信息。 第三章 硬件平臺和操作系統(tǒng)分析，介紹所使用的 第四章 介紹了 建立交叉編譯開始，具體的介紹從 出了主要工作的具體命令。并且做出一對于 第五章 總結(jié)全文，做出謝辭。 基于 嵌入式 植的 發(fā) 第 3 頁 共 25 頁 第二章 嵌入式系統(tǒng) 入式系統(tǒng)定義 嵌入式系統(tǒng)（ 是嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)的簡稱。 通常被定義為： “ 以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適用對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。 ” 際電氣與電子工程師協(xié)會）對嵌入式系統(tǒng)的定義為：“嵌入式系統(tǒng)是用來控制或監(jiān)視機(jī)器、裝置或工廠等大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)備。” 而對嵌入式系統(tǒng)的定義也有廣義和狹義之分。 廣義上講，凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可稱為嵌入式系統(tǒng)。如各類單片機(jī) ，等等 。這些系統(tǒng)在完成較為單一的功能時簡潔而 高效 ，非常方 便 。 同時這類產(chǎn)品的缺點(diǎn)也很明顯， 管理系統(tǒng)硬件和軟件的能力有限，在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多任務(wù)功能時， 則會遇到各種各樣的困難 ， 有時可能會 無法實(shí)現(xiàn)。從狹義上講， 則 更加強(qiáng)調(diào)那些使用嵌入式微處理器構(gòu)成獨(dú)立系統(tǒng)， 擁有 操作系統(tǒng)， 能夠完成 特定 的 功能， 通常用于特定場合的嵌入式系統(tǒng)。 嵌入式計算機(jī)在應(yīng)用數(shù)量上 則 遠(yuǎn)超各種通用計算機(jī) 。 一臺通用計算機(jī)的外部設(shè)備中就包含了 多 個嵌入式微處理器 ，如 鍵盤 、 鼠標(biāo) 、 硬盤 、 顯示器 ，等 等 ，這些設(shè)備 均是由嵌入式處理器控制的 。 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常寬廣。 在制造工業(yè) 、 過程控制 、 通信等方面均 存在 嵌入式計算機(jī) 的運(yùn)用。 嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù) 、 半導(dǎo)體技術(shù) 、 電子技術(shù)和各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物