μC／GUI在嵌入式智能监控系统中的移植研究与应用

摘要：为了使智能监控系统具有人机交互功能，以DE2开发板为验证平台，通过编写VGA IP核以及在SoPC Builder搭建硬件环境，移植嵌入式图形界面软件μC／GUI到NiosⅡ嵌入式软件开发环境。实验结果表明，μC／GUI成功移植到NiosⅡ嵌入式开发平台中，可以实现μC／GUI文字显示、绘图以及窗口管理等功能，并可以外接任何具有VGA接口的LCD显示器。
关键词：人机交互；μC／GUI；移植；NiosⅡ

0 引言
人机交互是智能化嵌入式产品一项重要功能，在设计智能监控系统时人机交互需要界面设计软件，常用的图形界面软件有MiniGUI，QT／Embedded，OpenGUI等。Altera公司NiosⅡ已经集成了μC／OS-Ⅱ系统。μC／OS-Ⅱ是一个实时多任务内核，不具有现代操作系统的线程，上述GUI不能方便的运行。
μC／GUI是一个优秀的嵌入式图形用户界面，具有众多的优点。如，代码开源，占用系统资源少，所有的代码均由ANSIC实现，功能强大且易于移植，可以应用于任何的LCD控制和CPU任何尺寸的物理与虚拟显示，非常适合用于资源有限的嵌入式系统中。同时，μC／GUI与μC ／OS-Ⅱ都是美国Micrium公司产品，μC／GUI能轻易地在μC／OS-Ⅱ上应用，实现与μC／OS-Ⅱ的无缝结合。
本文在设计具有人机交互功能的基于NiosⅡ的嵌入式智能监控系统时，为实现友好的人机交互和更加方便的显示，将μC／GUI移植到NiosⅡ嵌入式平台，系统采用通用液晶显示器显示，具有更加广泛的通用性。

1 硬件系统设计
本系统设计采用的硬件平台是Altera公司生产的DE2开发板，使用软件是QuartusⅡ9．0，FPGA芯片是EP2C35F672C6，通过VGA接口连接液晶显示器显示，利用QuartusⅡ软件的SOPC Builder搭建的系统设计如图1所示。其中，PS／2 IP核是采用AItera公司大学计划中的IP核，SDR AM为系统运行时的内存。在系统中运行交互界面时，通过PIO传输系统设置的参数，控制硬件实现的视频的采集、显示与相关视频分析算法的实现。

VGA IP核采用突发传输模式，这样可以提高从端口的数据吞吐量，在主端口一次多个数据单元的时候，可以达到极高的效率。在本设计的VGA IP核设计一次传输10个数据单元，额外的burstcount信号为4位。

2 μC／GUI移植
本系统采用μC／GUI 3．98版本进行移植，在移植μC／GUI之前，有必要熟悉μC／GUI的软件体系结构与文件结构，μC／GUI的软件体系结构如图2所示。