μC／GUI在Nios II嵌入式平臺上的移植研究

摘要：為了使便攜式心電監(jiān)護儀具有友好的人機交互和方便的顯示，移植了一個GUI界面系統(tǒng)。以DE2-70配套開發(fā)板為驗證平 臺，TFTLCD IP核是在QuartusⅡ9．0軟件平臺下，使用Verilog在FPGA上用硬件邏輯電路進行設計。該IP核是利用QuartusⅡ開發(fā)和其集成的 SOPC Builder系統(tǒng)開發(fā)工具而設計的。μC／GUI則是在配套開發(fā)軟件NiosⅡIDE中進行移植實現(xiàn)。實驗結果表明，μC／GUI界面系統(tǒng)成功運行在開 發(fā)板上，可實現(xiàn)窗口管理、在指定位置顯示文字和顯示圖片等功能。

關鍵詞：μC／GUI；TFT LCD IP；SOPC；移植；NiosⅡ

便攜式醫(yī)療監(jiān)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(jiān)護儀實現(xiàn)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(tǒng)設計，就 是在基于NiosⅡ處理器的嵌入式平臺上實現(xiàn)μC／GUI的移植，使之實現(xiàn)系統(tǒng)功能。

1 μC／GUI的系統(tǒng)移植
1．1 μC／GUI簡介及可移植性分析
μC／GUI是Micrium公司開發(fā)的通用的嵌入式圖形用戶界面軟件，其中圖形用戶接口GUI(Graphical User Interface)。該界面軟件被設計用于為任何使用一個圖形LCD的應用提供一個有效的不依賴于處理器和LCD控制器的圖形用戶接口。它能工作于單任 務或多任務的系統(tǒng)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，具有源代碼開放及模塊化設計的特點。
μC／GUI的代碼全部用ANSI的C語言編寫的，具有很強的移植性。由于μC／GUI采用分層結構，即具有驅動接口層和應用層，因此可方便地移植到各種 CPU下使用。μC／GUI對各類圖像LCD顯示器具有良好的支持，并且有常見的2D圖形庫和窗口管理功能，而且消耗較少的系統(tǒng)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，運行μC／GUI需要的系統(tǒng)資源不是很多，并支持幾乎所有類型的CPU與大 多數(shù)的LCD模塊，μC／GUI的源代碼規(guī)模適中，移植過程中可將不需要的代碼進行剔除，而且結構層次清晰，因此適合用于嵌入式系統(tǒng)中。

1．2 μC／GUI移植原理
嵌入式用戶圖形界面系統(tǒng)μC／GUI與嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ都是美國Micrium公司產品，μC／GUI能更輕易地在 μC／OS-Ⅱ上應用，實現(xiàn)與μC／0S-Ⅱ的無縫結合。在NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)中，Altera公司已經將μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)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(tǒng)結合使用，采用μC／GUI 3．98版本的源代碼進行移植。
μC／GUI的軟件體系結構如圖1所示，μC／GUI函數(shù)庫為用戶程序提供GUI接口，包含的函數(shù)有文本、數(shù)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、鼠標或觸摸屏；二維圖形包括圖片、直線、多邊形、圓、橢圓、圓弧等；窗口對象包括按鈕、編輯框、進度條、復選框等。

μC／GUI函數(shù)庫可以通過GUIConf．h文件進行配置，包括內存設備，窗口管理器，支持操作系統(tǒng)、觸摸屏，以及配置動態(tài)內存的大小等。在移植中，需要根據系統(tǒng)需要以外設所支持的功能對GUIConf．h文件進行配置。
在LCDConf．h文件中定義了與硬件有關的各種屬性，如液晶的大小、顏色以及與液晶的接口函數(shù)。而LCD驅動文件則負責把μC／GUI的各種函數(shù)解釋 成LCDConf.h文件定義的液晶接口函數(shù)，這個文件與具體的硬件連接無關。在移植時，需要對LCDConf．h文件進行配置，并針對LCD控制器編寫 相應的LCD驅動文件。