基于嵌入式處理器S3C44B0X的μC/GUI設(shè)計
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1. 引言
B0X 是三星公司針對嵌入式系統(tǒng)推出高性價比微處理器，它是基于ARM7TDMI內(nèi)核的16/32位RISC處理器，工作主頻為66MHz。人機界面（GUI）是現(xiàn)代智能電子設(shè)備必不可少的重要組成部分，近年來隨著硬件的發(fā)展不斷進步，目前基于嵌入式的μC/GUI已經(jīng)在智能儀器、工業(yè)領(lǐng)域等發(fā)揮了重要的作用[1-3]。本文討論了一種基于三星公司生產(chǎn)的嵌入式微處理器S3C44B0X的μC/GUI移植方法，這種設(shè)計方法具有占用資源少、高性能、可靠性強、易移植等優(yōu)點。2. 通用嵌入式圖形模塊μC/GUI
μC/GUI是Micrium公司開發(fā)的通用的嵌入式用戶圖形界面軟件。它給任何使用圖形LCD的應(yīng)用程序提供獨立于處理器和LCD控制器之外的有效的圖形用戶接口。可以應(yīng)用于單一任務(wù)環(huán)境，也可以應(yīng)用于多任務(wù)環(huán)境中。μC/GUI能夠應(yīng)用于任何LCD控制器和CPU的任何尺寸的物理顯示或者模擬顯示中。 它具有驅(qū)動接口層和應(yīng)用層，全部代碼采用ANSI _C編寫，提供源代碼，可以方便的移植到各種平臺下。
2.1 μC/GUI特點
μC/GUI的特點主要包括：適用于任何8位/16位/32位CPU，可允許于支持ANSI C的任何編譯器；適用于任何控制器驅(qū)動任何LCD（單色，灰度，或者彩色）；通過配置宏，可支持任何接口；可配置顯示尺寸；可在LCD的任何一點上顯示字符和畫位圖；對于顯示尺寸和速度提供優(yōu)化進程，編譯時間依賴于采用的優(yōu)化進程，支持虛擬顯示，虛擬顯示的尺寸比實際顯示大。
2.2 μC/GUI數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
μC/GUI以其窗口作為內(nèi)存管理的基本單位，對所有窗口的管理是通過定義一個堆結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。每個窗口在創(chuàng)建時根據(jù)其結(jié)構(gòu)類型的不同為其在堆空間里分配特定大小的連續(xù)內(nèi)存塊，并用一個塊結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的一個元素標(biāo)識，塊結(jié)構(gòu)體的定義如下：
typedefstruct
{
tALLOCINTOff;/*在堆中塊開始的位置*/
tALLOCINTSize;/*在堆中所占連續(xù)內(nèi)存塊的大小*/
HANDLENext;/*指向后一窗口指針*/
HANDLEPrev;/*指向前一窗口指針*/
}tBlock;
statictBlockaBlock[GUI_MAXBLOCKS];
所分配的塊結(jié)構(gòu)體數(shù)組元素在數(shù)組中的序號作為返回值用以標(biāo)識一個窗口，即句柄。這樣對于一個窗口而言，記錄其各方面屬性的窗口類型結(jié)構(gòu)體變量被放在堆空間中并且有一個塊標(biāo)志與之對應(yīng)。在整個過程中通過定義一個全局結(jié)構(gòu)變GUI_Alloc存放相關(guān)分配信息，實現(xiàn)對內(nèi)存的輔助管理。
2.3 μC/GUI工作機制
μC/GUI依靠消息機制和毀掉函數(shù)來實現(xiàn)窗口的創(chuàng)建、顯示及刪除。在μC/GUI中定義了數(shù)十種用于各類基本操作的消息宏，對一個窗口的操作基本上都是通過向其對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)傳送消息參數(shù)完成的。在整個工作過程μC/GUI利用一個全局的結(jié)構(gòu)體變量GUI_Context即所謂的上下文變量來記錄包括：繪圖屬性、當(dāng)前窗口信息、當(dāng)前API列表、字體信息等與當(dāng)前操作密切相關(guān)的信息，以管理整個工作流程。
3. S3C44B0X微處理器
三星公司推出的16/32位RISC處理器S3C44B0X為手持設(shè)備和一般應(yīng)用提供了高性價比和高性能的微控制器解決方案。其主頻可達66MHz，外圍設(shè)備和接口擴展豐富，使嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)成本大大降低。
3.1 S3C44B0X內(nèi)置LCD控制器
S3C44B0X內(nèi)置LCD控制器可以支持規(guī)格為每像素2位(4級灰度)或每像素4位(16級灰度) 的黑白LCD。也可以支持每像素8位(256顏色)的彩色LCD屏。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
圖1 LCD內(nèi)部控制器框圖 |
3.2基于S3C44B0X建立GUI硬件平臺
S3C44B0X有兩種運行方式：一種是有操作系統(tǒng)的，另一種是無操作系統(tǒng)的。對于無操作系統(tǒng)的運行方式，系統(tǒng)的初始化和主程序都在2MB的線性 FALSH內(nèi)運行，2MBFALSH與S3C44B0X的Bank0相連，上電復(fù)位后系統(tǒng)自動從0x00000000地址開始運行，也可以把程序加載到指定的地址開始運行。本文中采用無系統(tǒng)運行方式，將初始化程序和主程序加載到首地址為0x0c008000的2MFLASH中運行。
筆者使用的基于S3C44B0X的開發(fā)板與LCD相關(guān)部分主要集成了如下器件：2MB的FLASH；8MB的SDRAM；用戶自定義邏輯器件；一塊夏普5.7英寸、256色、320×240分辨率LCD；ARM JTAG接口。
其功能框圖如圖2所示。
圖2開發(fā)板相關(guān)部分框圖
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