3 基于Framebuffer的GAL与GDI的设计
FrameBuffer是出现在2.2.xx内核当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应在屏幕上。该驱动程序的设备文件一般是/dev/fb0，/dev/fbl等等。在应用程序中，一般通过将FrameBuffer设备映射到进程地址空间的方式使用。FrameBuffer设备还提供了若干ioctl命令，通过这些命令，可以获得显示设备的一些固定信息(比如显示内存大小)、与显示模式相关的可变信息(比如分辨率、象素结构、每扫描线的字节宽度)，以及伪彩色模式下的调色板信息等等。通过FrameBuffer设备，还可以获得当前内核所支持的加速显示卡的类型(通过固定信息得到)，这种类型通常是和特定显示芯片相关的
研究中我们发现，虽然己有的几种嵌入式GUI库在窗口管理、消息机制等应用层的实现各不相同；但为了便于移植的特性，都有相似的设备驱动层设计。
一个能够移植到多种硬件平台上的嵌入式GUI库，应用至少抽象出两类设备：基于图形显示设备(如VGA卡)的图形抽象层GAL ( Graphic Abstract Layer )；基于输入设备(如键盘，触摸层等)的输入抽象层IAL ( Input Abstract Layer )。GAL层完成系统对具体的显示硬件设备的操作，极大程度上隐蔽各种不同硬件的技术实现细节，为程序开发人员提供统一的图形编程接口。先进的嵌入式GUI，比如MicroWindows和MiniGUI，都支持Framebuffer。
因为MicroWindows的GAL层代码量小，结构清晰而且模块性好，非常方便修改和扩充。因此我们借鉴MicroWindows的设备抽象层构建，实现需要在文件中包含SRC/include/device.h和src/include/mwtypes.h头文件。前者包含对MicroWindows底层调用函数接口的声明，后者包含MicroWindows中特定结构的定义和一些宏定义。
GDI对象对于GUI系统来说是一个很重要的概念，它可以提供给用户更加灵活的操作方式，所以本GUI系统实现了类似于Windows下的GDI系统，不像有些GUI系统，放弃了GDI对象概念，窗口层直接跟绘图层交互，导致用户操作起来不灵活，这样设计也容易在遵循嵌入式软件平台API标准的前提下与Windows的图形用户接口相兼容。系统GDI提供了设备上下文(Device Context)操作、基本GDI对象操作〔包括画笔、画刷、字体、位图、区域、填充等)，还有映射模式、背景模式和光栅操作。尽管系统GDI吸取了Windows GDI的一些概念和设计方法，但其作为嵌入式GUI系统的一部分，特别针对嵌入式环境的特点，取消了一些不常用的、影响效率的功能，充分挖掘GDI层的性能。由于硬件抽象层提供的图形操作接口只有一个Surface，所以所有的基本图形绘制及操作都需要GDI实现，所以提高GDI性能的重点是好的图形学算法。本系统GDI对原有的组成元素做了一些取舍，其组成元素如表1所示：
表1、系统GDI组成元素表
设备上下文
GDI对象
绘图属性
位图操作
字体
DC
画笔、画刷
光栅、背景模式、坐标模式
DIB、DDB
点阵、True Type
4 结束语
本文研究了基于Framebuffer的嵌入式GUI的系统实现，包括其体系结构层次的建立、驱动机制的分析、微型客户端/服务器模式的实现，以及基于Framebuffer的GAL与GDI的设计等关键内容，提供了除现行流行方案外的嵌入式GUI的解决方案，并可根据自己系统需求量身定做，在实际项目实施中获得了很好的效果。
作者简介：赵霞 (1968-)女(汉族),河北人,高级讲师,硕士,新侨职业技术学院计算机信息系.主要研究领域:计算机应用与软件研究.
Biography：Zhao Xia(1968-), Female(Han), Senior instructor, Master, Department of computer, Xinqiao Professional Technological Institute. Research area: Research on computer application and SOFtware development.
参考文献：
[1]王田苗.嵌入式系统设计与实例分析.清华大学出版社,2003年10月第二版.
[2]王同洋,熊伟, 嵌入式Linux中图形用户界面的研究与设计 .微计算机信息,2006, (08),90-92
[3]张娟,张雪兰.基于嵌入式Linux的GUI应用程序的实现.计算机应用,2003 (04):116-117
本文关键字：嵌入式 嵌入式系统-技术，单片机-工控设备 - 嵌入式系统-技术
