嵌入式Linux下GUI的设计和实现

论文摘要

计算机软硬件技术的飞速发展大大推动了嵌入式系统的广泛应用。Linux操作系统性能卓越,在嵌入式领域被广泛采用。同时图形用户界面作为良好的人机交互技术,也被用来增强嵌入式产品的易用性。然而,Linux本身没有图形用户界面系统,X Window运行性能不高且体积庞大,不能直接移植到嵌入式Linux下。本文在嵌入式Linux的研究基础上,提出并实现了一种基于Linux内核的图形用户界面KGUI。KGUI采用分层结构进行设计,按照层次结构本文着重研究了以下内容：小内存分配管理、输入抽象层、图形抽象层、消息队列、窗口的管理操作和应用程序接口等。KGUI被设计为虚拟设备的驱动程序模块,运行在Linux的内核空间,并能够动态地加载和卸载。与其它C/S结构的GUI相比,KGUI无需将各种操作建立在低效的进程间通讯上,从而保证它的系统消耗较小,能够较好地应用在资源相对匮乏的中低端嵌入式Linux产品当中。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景、内容及意义
• 1.2.1 课题背景和来源
• 1.2.2 课题的研究内容
• 1.2.3 课题的意义
• 1.3 本文的结构安排
• 第2章 嵌入式GUI的相关研究
• 2.1 嵌入式系统中的GUI
• 2.2 常见的GUI系统的研究
• 2.2.1 Qt/Embedded
• 2.2.2 Nano-X
• 2.2.3 OpenGUI
• 2.2.4 MiniGUI
• 2.3 GUI的总体结构研究
• 2.3.1 独立的GUI系统
• 2.3.2 传统C/S结构的GUI系统
• 2.3.3 多线程C/S结构GUI系统
• 2.3.4 多进程C/S结构GUI系统
• 2.3.5 基于操作系统核心的GUI系统
• 2.4 嵌入式GUI特点分析
• 2.5 小结
• 第3章 KGUI的设计
• 3.1 功能需求
• 3.2 KGUI的总体设计
• 3.2.1 总体实现方法
• 3.2.2 KGUI的分层结构设计
• 3.3 主要模块的设计
• 3.3.1 输入抽象层设计
• 3.3.2 图形抽象层设计
• 3.3.3 内存管理设计
• 3.3.4 消息队列设计
• 3.3.5 窗口结构设计
• 3.3.6 应用程序接口设计
• 3.4 小结
• 第4章 KGUI主要模块的实现
• 4.1 输入抽象层的实现
• 4.1.1 输入抽象层的初始化
• 4.1.2 输入抽象层的事件处理
• 4.1.3 输入抽象层的注销
• 4.2 图形抽象层的实现
• 4.2.1 KGUI的绘图
• 4.2.2 任意直线的绘制
• 4.3 内存管理函数的实现
• 4.4 消息队列操作的实现
• 4.4.1 访问消息队列
• 4.4.2 KGUI事件入队列操作
• 4.4.3 KGUI消息出队列操作
• 4.4.4 使用消息队列后的应用程序结构
• 4.4.5 KGUI输入消息
• 4.5 窗口管理操作的实现
• 4.5.1 窗口的创建
• 4.5.2 窗口的销毁
• 4.5.3 窗口Z序的提升和降低
• 4.5.4 窗口的显示和隐藏
• 4.5.5 其它的窗口操作
• 4.6 小结
• 第5章 系统测试
• 5.1 SkyEye模拟硬件参数
• 5.2 Linux的裁剪
• 5.3 KGUI功能测试
• 5.4 小结
• 第6章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢