嵌入式图形用户界面GUI

嵌入式图形用户界面嵌入式图形用户界面GUIGUI（Graphical User Interfaces）GUI 是 Graphical User Interface 的简称，即图形用户接口，准确来说 GUI 就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。这种面向客户的系统工程设计其目的是优化产品的性能，使操作更人性化，减轻使用者的认知负担，使其更适合用户的操作需求，直接提升产品的市场竞争力。如Windows是以图形界面方式操作的，因为你可以用鼠标来点击按钮来进行操作，很直观。而DOS就不具备GUI，所以他只能输入命令。GUIGUI嵌入式系统是面向特定应用的。嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，力争在同样资源使用上实现更高的性能。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行的。为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。嵌入式系统本身不具备开发能力，即使设计完成以后用户是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。嵌入式系统同通用型计算机系统相比具嵌入式系统同通用型计算机系统相比具有以下特点有以下特点:嵌入式GUI系统的功能集通常只是通用功能的子集。嵌入式GUI系统必须进行高效率地设计，根据应用量体裁衣、去除冗余，力争在尽量小的软件尺寸上实现尽可能多的功能。嵌入式GUI系统应提供完整，简洁的API支持，便于嵌入式系统开发人员快速开发。界面友好、简洁、有很好的交互性是对嵌入式GUI系统提出的重要要求。嵌入式产品的运行环境差异很大，因此良好的嵌入式GUI系统必须具有高可靠性，可移植的特点.一般来说嵌入式系统的CPU资源并不是很丰富，这样嵌入式GUI系统通常要进行严格的代码优化。嵌入式嵌入式GUIGUI系统同通用型系统同通用型GUIGUI系统相比系统相比具有以下特点具有以下特点:在嵌入式GUI系统的开发中，较为专业的不外乎两种，其一是精简既有的系统。在开发角度来看，精简既有的系统是最快速的方式，缺点是效能不好控制、体积只能缩小到一定的程度。其二是重新打造一套。对于非通用、硬件差异很大的嵌入式设备，条件允许当然是重新打造一套为最好，优点如系统掌握程度高、效能及软件体积都能调整到最佳，缺点在于成本较高，要考虑所需的开发时间和人力成本。嵌入式嵌入式GUIGUI系统的开发方式系统的开发方式总的说来数字机顶盒GUI系统对软件本身主要有下几个基本要求:系统精简，功能能够满足机顶盒人机交互界面的要求，不必大而全。系统可靠性要好。软件结构清晰。嵌入式嵌入式GUIGUI系统的实现要求系统的实现要求具体涉及到功能性来讲，数字机顶盒的用户功能基本和模拟电视类似，包括自动搜索、频道手工设置、切换频道等，此外提供EPG浏览(包括频道名称、频道简介、节目预告等内容)等。其中最为主要的部分是EPG浏览又名电子节目指南，是运行在机顶盒上的一种应用程序，通过电视屏幕向用户提供由文字、图形和图像组成的人机交互界面，负责电视节目和各种增值业务的导航。EPG相当于个人计算机中的资源管理器和浏览器，是用户与机顶盒交互的主要途径。一般的GUI系统开发库中主要实现如下一些功能，可分为三个类:l图形输出l设备输入l窗口对象图形输出类包含:基本图形操作。如点，线，矩形框，填充矩形的操作。位图操作。输出图标，文字显示等。令设备输入类包含:获取红外遥控输入。获取面板键盘输入。定时器输入。窗口对象主要包含:控件。对话框。弹出式菜单。数字电视机顶盒的图形用户界面层次结构可以概括为:图形用户界面的最顶层是弹出式菜单，下层可以是子菜单或者是对话框。对话框位于最底层。并且规定弹出式菜单的最大嵌套深度为3OSD图文屏显技术所谓OSD（on screen display）就是在图像画面上叠加位图显示，使屏幕显示为用户提供更多的文字和图形的附加信息。通常OSD功能是由机顶盒设备来实现的。通过软件编程可以提供一套图形函数接口，以便进一步根据不同应用需要进行图形用户界面(GUI)的开发。OSDOSD方式的方式的GUIGUI目前有两种主要的OSD实现方法：外部OSD发生器与视频处理器间的叠加合成；视频处理器内部支持OSD，直接在视频缓存内部叠加OSD信息。OSDOSD的主要实现方法和类型的主要实现方法和类型外部OSD发生器与视频处理器间的叠加合成的实现原理是：由一个MCU（Micro Controller Unit）内建的字符发生器及显示缓存，利用快速消隐(Fast-Blank)信号切换电视的画面和OSD显示内容，使OSD的字符等内容叠加在最终的显示画面上，在OSD和显示画面叠加处理过程中，通过调整两者之间的比例可以实现OSD的半透明(Blending)效果。同时，对OSD信号中的红绿蓝信号进行重新编码，可以得到不同的OSD颜色效果。另外一种实现方法是视频处理器内部支持OSD，直接在视频缓存内部叠加OSD信息。这一类视频处理通常具有外部存储器或内部少量的行缓存，同时具有OSD发生器，OSD的合成和控制直接在视频缓存内完成，同样具有上述的半透明和颜色控制功能。OSD具有字符型(Font-Based)和位图型(Bit-Map)两种类型。OSDOSD类型类型图1：字符型OSD。图2：位图型OSD。字符型OSD(图1属于字符型)：为了节约显示缓存，早期及低成本的解决方案中使用字符型OSD发生器，其原理是将OSD中显示内容按照特定的格式(1218、1216等)进行分割成块，例如数字0-9、字母a-z、常用的亮度、对比度符号等，并把这些内容固化在ROM或Flash中，在显示缓存中仅存放对应的索引号，这样的“字典”结构可以大幅度减少显示缓存的需求。同时，为了提供对每个字符的颜色等属性的控制，通常还具有一个与显示缓存一样大小的属性缓存，其属性(前景颜色、背景颜色、闪烁等)对整个字符中的每个像素有效。为了弥补这种方式不能为每个像素指定颜色的缺点，OSD发生器的设计者提供了采用多个显示缓存合并的方式呈现多色字符的方案。其原理是每个显示缓存确定一种颜色方案，当两个甚至更多个显示缓存合并以后就可以“拼凑”出超过两种颜色的多色字符。字符型OSD优点是可以使用OSD内部较少的显示缓存，并且MCU只需要指定显示内容的索引即可显示对应OSD信息，可以在比较低速的MCU上实现。但正是由于上述的显示信息和颜色编码方式不够直观，会给字符型OSD的固件开发带来一些麻烦。通常液晶显示器、低成本的平板电视和CRT传统电视上均使用这一类OSD，目前仍占据着市场主流地位。相较字符型OSD，位图OSD(图2属于位图型)的处理原理较直观和简单：通过对最终显示内容上特定区域的每个像素点进行改变，直接将OSD信息叠加到最终的显示画面上，其按像素进行控制的方式可以保证具有多色及足够的表现能力。位图OSD发生器通常内建在视频处理器内部，并共享使用其主显示缓存。也有独立在视频处理器之外的专业OSD位图发生器，如美信的MAX4455，通常这一类芯片需要外部SDRAM作为显示缓存。位图OSD的显示效果理论上可以做到非常完美的程度，可以提供类似Windows中具有立体感的各种物件，如具有阴影的按钮、颜色丰富的图形和文字等，其缺点是必须具有足够的OSD显示缓存，以及按像素进行处理而对MCU带来的速度要求。通常在大尺寸的高端平板电视和专业显示器上会使用这一类OSD。随着技术的不断发展和存储器的成本的不断下降，未来的OSD应该都是位图型的。PEG(portable embedded graphics)由Swell Software公司提供,是专门为嵌入式系统设计的图形库,相对其他嵌入式的GUI,PEG体积小,速度快,易于移植到各种硬件上,并能可视化地配置视屏输出。PEG并不是一个操作系统,但是它的设计使得它非常易于集成到各种商业的实时操作系统中。这就使得嵌入式系统制造商可以很自由地选择适合它们的实时平台。设计上考虑了嵌入式系统的显示分辨率、系统资源限制,它使用MSDEV开发环境。PEG库完全由C+编写,实现了事件驱动机制,提供了强大的API。PEG直接对视屏和输入硬件作用,使得它可以达到最快的速度。GUIGUI ToolsTools：