基于ARM&Linux图形用户界面开发平台的设计

②LCD初始化Linux下驱动程序的入口是module_init()，因此初始化通过调用module_init(13506fb_init)函数来实现。13506fb_init初始化的部分代码主要完成以下工作：⑴对LCD的背光灯进行点亮。LCD显示是一种被动显示模式，它不能发光，只能依靠控制透射或反射周围环境的光达到显示目的，因此必须通过写寄存器，实现背光灯的点亮。⑵本系统在13506。h头文件里用了一个数组对寄存器的设置作了一个预定义，然后再初始化函数里利用两个实际参数写入，从而设定寄存器的值。寄存器设置的值为：static13506_REGSas1dregs[]={…{0x0032，0x27}，{0x0038，0xEF}，{0x0039，0x0}…}。其中数组里每个元素的第一个值代表寄存器的名称，第二个值代表要设定的值。这里32h设置LCD显示的水平象素值320；38h，39h分别设置成0xEF和0x0，即设置垂直象素值240。除了这三个寄存器外，34h和3Ah这两个寄存器也会对分辨率有影响。

③LCD驱动“文件层-驱动层”函数的实现帧缓冲设备属于字符设备，要实现“文件层-驱动层”接口的方式来对LCD进行驱动就必须对file_operation数据结构fb_ops进行填充，并实现其对应的成员函数。本系统移植的Linux下include/linux/fb。h中定义了帧缓冲区的文件操作结构体structfb_ops。该结构中的每一个字段都必须指向驱动程序中实现特定操作的函数，对于不支持的操作字段可以置为NULL，或留到后续开发时添加。针对本系统的LCD，需要特定的操作成员函数如下：staticstructfb_ops13506fb_ops={owner：THIS_MODULE，fb_open：13506fb_open，fb_get_fix：13506fb_get_fix，fb_get_var：13506fb_get_var，fb_set_var：13506fb_set_var，fb_get_cmap：13506fb_get_cmap，fb_set_cmap：13506fb_set_cmap，fb_mmap：13506_mmap，};至此，LCD的驱动程序框架已完成，所剩工作就是把一些调用的函数写完整，编写好驱动程序后用arm-linux-gcc交叉编译工具编译驱动模块，之后动态加载或静态编译进内核。

3。2。2USB驱动程序开发通用串行总线（USB）是一种外部总线结构，特点是接口统一、易于使用、方便扩展、支持热插拔（hotplug）和PNP(Plug-and-Play)，简化了计算机与不同类型外设间的连接，一经推出就得到计算机外设硬件制造商的广泛采用。Linux作为一个占有相当市场份额的开源操作系统，自2。2。18版本内核以来，就加入了对USB的支持。

USB是一种分层总线结构，USB设备和主机之间的信息传输通过USB控制器实现。USB控制器的驱动分为三层，由底至上为：USB主控制器驱动、USB驱动和USB设备类驱动。

处于最底层USB主机控制器驱动（HCD）是USB主机直接与硬件交互的软件模块。Linux-2。4内核中的USB支持2种主控制器接口：通用主控制器接口（UHCI）和开放控制器接口（OHCI）。主控制器驱动为上层提供统一的接口，屏蔽掉硬件的具体细节。具体实现的功能有：主控制器硬件初始化；为USBD层提供相应的接口函数；提供集线器设备配置、控制功能；完成4种数据传输类型。USB驱动（USBD）部分是整个USB主机驱动的核心，主要负责USB总线的管理、USB总线设备、USB总线带宽管理、为USB设备驱动提供相关的接口、提供应用程序访问的USB系统的文件接口。

USB设备类驱动是最终与应用程序交互的软件模块，主要为访问特定的USB设备和应用程序提供接口。Linux内核支持的USB设备类有：USB打印机设备类、通信设备类、存储设备类、语音设备类等。由于AT91RM9200的USBHOST控制器符合OHCI标准，而系统所选择的Linux内核又对OHCI规范提供了模块支持，因此使得开发工作相对简单。开发目标板所需的USB驱动程序时，只需对原Linux内核驱动针对目标板稍做修改即可。具体修改部分如下：①调整初始化地址。在/usb/usb-ochi。c中，使用板载起始地址（0x40700000）来初始化；②删除PCI接口的处理代码。在目标板ARM221平台上，USB主机控制器不包含PCI接口，故把/usb/usb-ochi。c中与PCI有关的代码删除；③修改HUB下端口数目。目标板ARM221设有两个USBHUB端口，用于键盘和鼠标接口。故在/usb/usb-ochi。c中把HUB的下行端口数目从默认值改为2。代码修改之后，重新编译、加载到内核。

4MiniGUI在ARM221目标板上的移植4。1MiniGUI的体系结构MiniGUI是一种针对嵌入式设备的、跨操作系统的、轻量级的图形用户界面支持系统。从整体结构上看，MiniGUI是分层设计的。在最底层，图形抽象层（GAL：GraphicAbstractLayer）和输入抽象层(IAL：InputAbstractLayer)提供底层图形设备接口GDI(GDI：GraphicDeviceInterface)及输入设备驱动，Pthread（POSIX标准线程）用于提供内核级线程支持的C函数库；中间层是MiniGUI的核心层，包括窗口系统必不可少的各个模块；最顶层是应用编程接口（API：ApplicationProgramingInterface）。MiniGUI的这种分层体系结构，大大方便了其在目标系统上的移植。

4。2MiniGUI的移植移植MiniGUI主要是根据具体的硬件平台定制或移植GAL引擎和IAL引擎，主要包括以下三个方面的工作。①GAL引擎的移植。MiniGUI可支持多种GAL引擎，包括对Framebuffer引擎的支持。因此，对于目标板ARM221来说，显示设备为LCD，相应的驱动程序已开发完成，这里只需要在配置文件MiniGUI。cfg中修改gal_engine=fbcon即可。②IAL引擎的移植。MiniGUI可支持多种IAL引擎，包括USB鼠标、键盘引及部分触摸屏引擎。

对于目标板ARM221来说，其软硬件方面都已支持USB鼠标、键盘，故这里只需在配置文件MiniGUI。cfg中修改ial_engine=console、mdev=/dev/PS2即可。③交叉编译MiniGUI的库文件、资源文件、应用程序，并制作根文件系统下载到目标板系统上运行。移植完成后，板载MiniGUI的运行情况如图3。

5总结本文介绍了一种基于ARMLinux的图形用户界面平台的设计过程。实验表明，该平台运行稳定可靠，在应用系统中只需根据实际需求做上层应用软件实现即可。

本文作者创新点：从整体角度，对嵌入式GUI开发平台进行分析研究，选用了性能可靠的ARM、开放源代码的Linux及轻型嵌入式GUI支持库MiniGUI，完成了系统的软硬件设计。