μC／GUI在嵌入式智能監(jiān)控系統(tǒng)中的移植研究與應用

摘要：為了使智能監(jiān)控系統(tǒng)具有人機交互功能，以DE2開發(fā)板為驗證平臺，通過編寫VGA IP核以及在SoPC Builder搭建硬件環(huán)境，移植嵌入式圖形界面軟件μC／GUI到NiosⅡ嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境。實驗結(jié)果表明，μC／GUI成功移植到NiosⅡ嵌入式開發(fā)平臺中，可以實現(xiàn)μC／GUI文字顯示、繪圖以及窗口管理等功能，并可以外接任何具有VGA接口的LCD顯示器。
關鍵詞：人機交互；μC／GUI；移植；NiosⅡ

0 引言
人機交互是智能化嵌入式產(chǎn)品一項重要功能，在設計智能監(jiān)控系統(tǒng)時人機交互需要界面設計軟件，常用的圖形界面軟件有MiniGUI，QT／Embedded，OpenGUI等。Altera公司NiosⅡ已經(jīng)集成了μC／OS-Ⅱ系統(tǒng)。μC／OS-Ⅱ是一個實時多任務內(nèi)核，不具有現(xiàn)代操作系統(tǒng)的線程，上述GUI不能方便的運行。
μC／GUI是一個優(yōu)秀的嵌入式圖形用戶界面，具有眾多的優(yōu)點。如，代碼開源，占用系統(tǒng)資源少，所有的代碼均由ANSIC實現(xiàn)，功能強大且易于移植，可以應用于任何的LCD控制和CPU任何尺寸的物理與虛擬顯示，非常適合用于資源有限的嵌入式系統(tǒng)中。同時，μC／GUI與μC ／OS-Ⅱ都是美國Micrium公司產(chǎn)品，μC／GUI能輕易地在μC／OS-Ⅱ上應用，實現(xiàn)與μC／OS-Ⅱ的無縫結(jié)合。
本文在設計具有人機交互功能的基于NiosⅡ的嵌入式智能監(jiān)控系統(tǒng)時，為實現(xiàn)友好的人機交互和更加方便的顯示，將μC／GUI移植到NiosⅡ嵌入式平臺，系統(tǒng)采用通用液晶顯示器顯示，具有更加廣泛的通用性。

1 硬件系統(tǒng)設計
本系統(tǒng)設計采用的硬件平臺是Altera公司生產(chǎn)的DE2開發(fā)板，使用軟件是QuartusⅡ9．0，F(xiàn)PGA芯片是EP2C35F672C6，通過VGA接口連接液晶顯示器顯示，利用QuartusⅡ軟件的SOPC Builder搭建的系統(tǒng)設計如圖1所示。其中，PS／2 IP核是采用AItera公司大學計劃中的IP核，SDR AM為系統(tǒng)運行時的內(nèi)存。在系統(tǒng)中運行交互界面時，通過PIO傳輸系統(tǒng)設置的參數(shù)，控制硬件實現(xiàn)的視頻的采集、顯示與相關視頻分析算法的實現(xiàn)。

VGA IP核采用突發(fā)傳輸模式，這樣可以提高從端口的數(shù)據(jù)吞吐量，在主端口一次多個數(shù)據(jù)單元的時候，可以達到極高的效率。在本設計的VGA IP核設計一次傳輸10個數(shù)據(jù)單元，額外的burstcount信號為4位。

2 μC／GUI移植
本系統(tǒng)采用μC／GUI 3．98版本進行移植，在移植μC／GUI之前，有必要熟悉μC／GUI的軟件體系結(jié)構(gòu)與文件結(jié)構(gòu)，μC／GUI的軟件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。