基于S3C2440的MiniGUI移植

随着嵌入式系统的迅速发展，图形用户界面(Graphic User Interface，GUI)需求越来越明显。MiniGUI是面向实时嵌入式系统的轻量级图形用户界面支持系统，以轻型、占用资源少、高性能、可配置等特点广泛应用于通信、医疗、工控、电子、机顶盒、多媒体等领域。本文正是针对这种需求，介绍如何在S3C240上移植MiniGUI的全过程。

1 图形用户界面MiniGUI
MiniGUI是由原清华大学教师魏永明主持开发的轻量级图形系统，遵循GPL公约。所支持的操作系统已不仅仅限于Linux，它还可以在μCli nux，μC／OS-Ⅱ，eCos和VxWorks等系统上运行。已验证的硬件平台包括Intelx86，ARM(ARM7／AMR9／StrongARM／xScale)，Power-PC，MIP S，M68K(DragonBall／ColdFire)等。
1．1 MiniGUI与嵌入式系统的关系
MiniGUI具有良好的软件架构，通过抽象层将MiniGUI上层和底层操作系统隔离开来。如图1所示，基于MiniGUI的应用程序一般通过ANSIC库以及MiniGUI自身提供的API来实现自己的功能；MiniGUI中的“可移植层”可将特定操作系统及底层硬件的细节隐藏起来，而上层应用程序则无需关系底层的硬件平台输出和输入设备。
   
   
1．2 MiniGUI体系结构
从结构上看，MiniGUI是分层设计的，层次结构如图2所示。在底层，GAL和IAL为MiniGUI提供了底层的Linux控制台或者X Window上的图形接口以及输入接口。中间层是MiniGUI的核心层，其中包括了窗口系统必不可少的各个模块。最顶层的API向应用设计提供编程接口。
   
   

2 S3C2440开发平台简介
本文使用的目标平台是三星公司推出的高度集成的S3C2440(ARM920T core with MMC)，最高主频可达532 MHz微处理器，提供64MB SDRA M，64 MBNAND FLASH以及2 MB NOR FLASH的存储设备，另外包括IDE和PCMICA接口的丰富的外围电路和多功能的扩展接口。S3C2440采用高性能ARM9微处理器以其优化的片上性能，在视频会议、楼宇的对讲系统、网络监控、GPS定位／导航仪、医疗电子设备、多媒体终端产品等应用领域有广泛应用。

3 MiniGUI的移植
宿主主机系统为redhat Linux 9．0，要求完全安装，移植步骤如下：
3．1 建立交叉编译环境
在移植之前首先建立好交叉编译环境，简单地说是指在一个平台上可以生成能在另一个平台上运行的代码，编译工具为arm-linux-gcc-3．3．2。
#tar-xvjf rm-linux-gcc-3．3．2
默认的安装路径是／usr／local，为了避免每次设置PATH，在．bash_profile文件中增加PATH=／usr／local／arm／3．4．1bin：MYMPA TH，并运行以下命令：
#source．bash_profile
3．2 源代码准备
从http：／／www．minigui．org／res．shtml下载源代码包如下：
(1)libminigui-1．6．10．tar．gz：MiniGUI函数库源代码。
MiniGUI由3个函数库的组成，它们分别是libminigui，libmgext和libvcongui。libminigui是提供窗口管理和图形接口的核心函数库，也提供了大量的标准控件；libmgext是libminigui的一个扩展库，提供了一些高级控件及“文件打开”、“颜色选择”对话框等；libvcon gui则为Linux操作系统提供了一个应用程序可用的虚拟控制台窗口，从而可以方便地在MiniGUI环境中运行字符界面的应用程序，libmgext和libvcongui库已经包含在这个源代码包中。
(2)minigui-res-1．6．10．tar．gz：MiniGUI所使用的资源，包括基本字体、图标、位图和鼠标光标。
(3)mg-smaples-1．6．10．tar．gz：配套示例程序。
   3．3 编译安装
(1)建立工作目录
# mkdir／minigui
# cd／minigui
(2)编译安装MiniGUI库
# cd／minigui
# tar xzvf libminigui-1．6．10．tar．gz-C／minigui
# cd／minigui／libminigui-1．6．10
#．／configure-prefix=／home／-host=i386-redhat-linux-target=arm-linux--build=arm-linuxCC=arm-linux-gcc--disa-ble-vbfsu pport
prefix选项用于指定MiniGUI函数库的安装路径，默认的安装路径是／usr／local，这里应该是所使用的交叉编译环境中系统头文件目录include库目录lib所在的目录，本例中是／home，这样一来，MiniGUI的函数库和头文件也将被分别安装到lib和include目录中。在后续进行MiniGUI应用程序的交叉编译时，就可以正确地找到MiniGUI的头文件和函数库。其中：
target选项用于指定目标平台，这里使用arm-linux；
host选项用来指明宿主机的类型，这里使用i386-redhat-linux；
build选项指定了交叉编译的系统环境，这里使用arm-linux；
CC用来指定使用的交叉编译器，这里使用arm-linux-gcc。
运行．configure脚本成功后，就成了定制的Make-file文件，接下来只需编译和安装即可。
# make
# make install
(3)编译安装MiniGUI资源文件
# tar xzvf minigui-res-1．6．10．tar．gz-C／minigui
# cd／minigui／minigui-res-1．6．10
# make install
(4)编译安装配套应用程序
# tar mg-smaples-1．6．10．tar．gz-C／minigui
# cd／minigui／mg-smaples-1．6．10# make install
3．4 拷贝MiniGUI资源到开发板
把／home／lib目录下的所有库文件(注：-prefix=／home／)拷贝到开发板的／lib目录下；把／minigui／res目录下的所有文件拷贝到开发板上／usr／local／lib目录下，其开发板上的目录如下形式／usr／local／lib／minigui／res／……；把／home／etc下的MiniGUI．c fg拷贝到开发板上的／etc目录下；最后把配套应用程序拷贝到开发板目录下。
3．5 配置开发板的运行环境
(1)／etc目录下建立ld．so．conf文件，并添加如下内容：
／usr／local／lib
／lib
这样程序运行的时候可以找到相应的库文件。
(2)修改开发板上的／etc／MiniGUI．cfg文件，主要修改是图形引擎和输入引擎。本开发平台的Linux中自带有VESAFrameBuffer设备驱动程序，并且初始状态已经激活。FrameBuffer是Linux内核中的一种驱动程序接口，这种接口将显示设备抽象为帧缓冲区，用户可以将它看成是显示内存的一个映像。将其映射到进程地址空间之后，就可以直接进行读写操作，而写操作可以立即反映在屏幕上。这样，MiniGUI就可以使用FrameBuffer作为图形引擎进行图像显示。LCD显示器的像素为240x320，因此图形引擎的显示模式defaultmode为240x320-16bpp。并在输入引擎中添加usb鼠标设备文件和鼠标协议。修改如下：

同时在／etc／init．d／rcS脚本文件里添加鼠标设备，内容如下：
／bin／ln-s／devr／vc／0／dev／tty0
／bin／ln-s／dev／input／mouse0／dev／／mouse

4 结语
把图形用户界面移植到嵌入式设备中是嵌入式系统发展的趋势，本文详细介绍了MiniGUI移植到S3C2440的过程，并最终能稳定得在目标平台上运行。该方法对于移植到其他的目标平台有良好的借鉴作用。MiniGUI作为源代码开放的自由软件，在嵌入式图形用户界面领域将有更好的实用价值，并随着MiniGUI的功能日趋强大，应用将越来越广泛。