基于Android平臺的鼠標的設(shè)計方案

摘要：針對當(dāng)前基于Android 平臺的電子產(chǎn)品的市場需求，以谷歌發(fā)布的Gingerbread 源碼為軟件平臺，以東南大學(xué)國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心設(shè)計的基于國產(chǎn)CPU 的sep6200 芯片為硬件平臺，在分析Android 輸入系統(tǒng)框架的基礎(chǔ)上，設(shè)計并實現(xiàn)了軟件鼠標和硬件鼠標功能，方案設(shè)計靈活。對于手持終端設(shè)備來說，鼠標的支持大大提高了用戶的體驗性能，具有一定的市場應(yīng)用價值。

隨著嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，智能手持終端設(shè)備的操作系統(tǒng)也越來越多樣化。目前市場上倍受廣大用戶青睞的是Google 的Android、微軟的WindowMobile、諾基亞的Symbian、RIM 的黑莓和蘋果的iOS。

Android 是Google 于2007 年11 月05 日宣布的基于Linux 平臺的開源手機操作系統(tǒng)的名稱，該平臺由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成。憑借開放源碼完全免費等特性，其在嵌入式領(lǐng)域異軍突起，如今占據(jù)智能手持終端設(shè)備領(lǐng)域的半壁江山。

以Android 系統(tǒng)為搭載平臺的電子產(chǎn)品越來越流行，特別是平板電腦的出現(xiàn)，使用戶對產(chǎn)品硬件配置和體驗性能方面的要求越來越高。而Android 本身提供的交互方式僅限于按鍵，觸摸屏和軌跡球，無法滿足用戶的需求。針對其輸入裝置的不足，本文實現(xiàn)了一種用戶熟悉的交互方式：鼠標，其無疑是最完美的人機交互方式。鼠標的實現(xiàn)使Android 系統(tǒng)應(yīng)用在其他領(lǐng)域成為可能，并同時提高了Android產(chǎn)品的市場競爭力。

1 輸入系統(tǒng)

1. 1輸入系統(tǒng)驅(qū)動框架

如圖1 所示，Android 輸入系統(tǒng)中的驅(qū)動框架由事件處理層（Event Handler），核心層（Input Core）和驅(qū)動層（Input Driver）三部份組成。

Event Handler 用于用戶空間獲取輸入事件。用戶空間打開輸入設(shè)備的設(shè)備節(jié)點，然后對節(jié)點進行讀寫操作以獲得鼠標移動信息，或者鍵盤信息等等。這里對設(shè)備節(jié)點的文件操作函數(shù)就是由該層提供；Input driver 具體設(shè)備的驅(qū)動；Input Core 負責(zé)管理所有的資源并連接驅(qū)動層和事件處理層。

圖1 輸入系統(tǒng)驅(qū)動框圖

1. 2 輸入系統(tǒng)上層框架

隨著Android 系統(tǒng)的不斷升級，其輸入系統(tǒng)框架也發(fā)生變化，相對于2. 1 版本來說，Gingerbread 的輸入系統(tǒng)比較復(fù)雜，同時創(chuàng)建了三個線程，并用了匿名共享內(nèi)存機制，且很多在Java 層的數(shù)據(jù)處理都放到了c++底層，然而這樣卻可以使性能明顯增加，節(jié)省系統(tǒng)資源。

如圖2 所示，WindowManagerService 創(chuàng)建了三個線程：

InputReaderThread 通過EventHub 讀取輸入事件，并通過不同事件類型的InputMapper 進行數(shù)據(jù)處理，然后放到輸入事件隊列；InputDispatcherThread 將隊列中的輸入事件取出通過InputPublisher 放到匿名共享內(nèi)存里；PolicyThread 管理當(dāng)前窗口顯示等。

圖2 輸入系統(tǒng)上層框圖

InputPublisher 和InputCONsumer 通過InputChannel進行雙向通信。當(dāng)InputPublisher 把輸入事件放到共享內(nèi)存時會通知InputConsumer 有事件傳入，InputConsumer 收到通知后會從共享內(nèi)存取出事件數(shù)據(jù)，通過InputQueue 傳給ViewRoot,ViewRoot 對事件進行分類后傳給當(dāng)前具有焦點的View（Focus View）處理。InputConsumer 處理完事件后會通知InputPublisher 已處理完成，InputPublisher 接到通知后會開始向共享內(nèi)存?zhèn)鬏斚乱淮屋斎胧录?/font>

2 鼠標實現(xiàn)

無論是軟鼠標還是硬鼠標，其實現(xiàn)機制都是一樣的。都需要讀取事件進行數(shù)據(jù)處理，唯一不同的是當(dāng)實現(xiàn)鼠標移動時，軟鼠標是把鼠標坐標值傳給上層，而硬鼠標則是把鼠標坐標值傳給驅(qū)動。鼠標事件的讀取和處理過程的實現(xiàn)：

（1）在EventHub 中對鼠標事件加鼠標類型標志位；

（2） 在InputReader 中創(chuàng)建MouseInputMapper類，該類主要對鼠標的數(shù)據(jù)進行處理，主要成員函數(shù)定義如下：

編寫該類的成員函數(shù)，實現(xiàn)鼠標事件數(shù)據(jù)的處理，并把該類的實例化對象與鼠標事件對應(yīng)起來。

這樣當(dāng)輸入事件是鼠標事件時就可以調(diào)用對應(yīng)的處理函數(shù)。

2. 1軟鼠標實現(xiàn)

上面已經(jīng)實現(xiàn)了鼠標事件的處理，這里只要繪制鼠標并把把鼠標坐標傳給繪制的鼠標即可。

（1）在WindowManagerService 中繪制鼠標，并實現(xiàn)設(shè)置鼠標位置的函數(shù)；（2）從上面分析可知， 最終的事件會發(fā)送到ViewRoot 進行分類，所以在這里當(dāng)輸入事件是鼠標事件時，利用進程間通信機制把鼠標的坐標值傳給鼠標，設(shè)置其正確位置。

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