嵌入式系统的GUI技术研究

论文摘要

计算机软硬件技术飞速发展,有力地推动了嵌入式系统等专用计算机系统的广泛应用。在很多嵌入式系统中,用户往往要求具有菜单、窗口和按钮等图形元素的人机交互界面。而图形用户界面（GUI）,作为人机交互技术的重要内容,以丰富的图形图像信息、直观的表达方式与用户交互。使用GUI系统作为人机界面的软件系统简洁、美观、方便好用,更加人性化,并且己经大量应用在嵌入式领域。面对市场上出现的种类繁多的硬件设备和实时操作系统,绝大多数图形用户界面的设计通用性和可移植性都比较差,仅适合特定的底层平台。另外,多数的图形用户界面采用的是单任务的工作模式,这样的设计显然不能满足用户对高效率和高可靠性的要求。正是基于上述的几点需求,本课题对嵌入式系统GUI技术做了大量的研究工作,并基于MTK6225平台,设计并实现了一种支持多任务和提供跨平台扩展接口的嵌入式GUI系统-xGUI系统。文章首先深入系统地分析了用户界面的历史和当前嵌入式GUI的研究现状,并通过比较目前市面上比较流行的几款嵌入式GUI系统的优势和劣势,大胆的对嵌入式GUI的发展前景进行了预测。然后,通过对功能和性能等方面的需求分析,介绍了xGUI系统的设计思想和体系结构,实现了系统的几个核心模块,并采用了改进的多窗口剪切域剪切优化算法,完成了多窗口剪切。最后,在Windows平台下完成了系统仿真和功能测试,并在MTK6225平台上实现了系统性能测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 用户界面的历史
• 1.2.2 嵌入式GUI 的研究现状
• 1.3 课题来源及本人所做工作
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 嵌入式GUI 的发展概况
• 2.1 概述
• 2.2 主流的嵌入式GUI
• 2.2.1 MiniGUI
• 2.2.2 Qt/Embedded
• 2.2.3 MicroWindows/Nano-x
• 2.2.4 OpenGUI
• 2.2.5 主流嵌入式GUI 系统的比较
• 2.3 未来嵌入式GUI 的发展前景展望
• 2.4 XGUI 系统的提出
• 2.5 本章小结
• 第三章XGUI 系统的总体设计
• 3.1 系统开发平台的搭建
• 3.1.1 硬件平台
• 3.1.2 软件平台
• 3.2 需求分析
• 3.2.1 功能需求
• 3.2.2 性能需求
• 3.3 设计思想和体系结构
• 3.3.1 抽象层
• 3.3.2 核心层
• 3.3.3 APP 接口层
• 3.4 XGUI 的工作流程
• 3.5 本章小结
• 第四章 XGUI 核心模块的设计与实现
• 4.1 控制管理模块
• 4.1.1 设计思路
• 4.1.2 实现原理
• 4.2 消息模块
• 4.2.1 设计思路
• 4.2.2 实现原理
• 4.3 窗口模块
• 4.3.1 设计思路
• 4.3.2 实现原理
• 4.4 定时器模块
• 4.4.1 定时器的工作原理
• 4.4.2 定时器的实现原理
• 4.5 本章小结
• 第五章 GDI 的设计与实现
• 5.1 概述
• 5.2 GDI 实现原理
• 5.2.1 xGUI 显示机制
• 5.2.2 GAL 的实现
• 5.3 GDI 基本结构组成
• 5.3.1 设备上下文
• 5.3.2 坐标系统
• 5.3.3 映射模式
• 5.3.4 GDI 对象
• 5.4 GDI 函数的实现
• 5.4.1 绘图模块的函数实现
• 5.4.2 文本模块的函数实现
• 5.4.3 图像模块的函数实现
• 5.5 主要算法
• 5.5.1 多窗口剪切域剪切优化算法
• 5.5.2 坐标映射算法
• 5.6 本章小结
• 第六章 系统测试与结果分析
• 6.1 系统测试
• 6.1.1 测试环境搭建
• 6.1.2 功能测试方案
• 6.1.3 性能测试方案
• 6.2 测试结果分析
• 6.2.1 功能测试结果
• 6.2.2 性能测试结果
• 6.2.3 测试结果分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结
• 7.1 全文总结
• 7.2 不足和展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文