摘 要： 概述了基于達(dá)芬奇技術(shù)的TM320DM365的硬件環(huán)境搭建，介紹了嵌入式系統(tǒng)軟件架構(gòu),，并詳細(xì)闡述了Qt/E的安裝移植,，包括tslib1.4庫(kù)的編譯并做相應(yīng)的設(shè)置，概述了嵌入式GUI開(kāi)發(fā)流程,。最后,，使用一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序?qū)σ浦驳那闆r進(jìn)行了測(cè)試。
關(guān)鍵詞： 達(dá)芬奇技術(shù),；Qt嵌入式系統(tǒng),；移植
0 引言
隨著嵌入式系統(tǒng)以及圖像處理技術(shù)的發(fā)展，嵌入式監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)廣泛用于視頻監(jiān)控中,?？蛻魧?duì)于視頻監(jiān)控終端需要人性化的人機(jī)交互界面。Qt/Embedded是Trolltech發(fā)布的面向嵌入式系統(tǒng)的Qt版本[1],，具有很好的跨平臺(tái)特性以及為用戶提供豐富的API接口和界面設(shè)計(jì)友好等優(yōu)點(diǎn)[2],。但由于PC機(jī)編譯的應(yīng)用程序不能直接在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用，本文針對(duì)這一問(wèn)題,，主要介紹了基于以TI的TMS320DM365為代表支持觸摸屏的嵌入式界面開(kāi)發(fā)與移植,。為類(lèi)似的嵌入式Qt應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供了參考。
1 總體設(shè)計(jì)
1.1 硬件平臺(tái)搭建
達(dá)芬奇技術(shù)是為數(shù)字視頻而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)解決方案,，采用了ARM+DSP雙核架構(gòu),，ARM處理器上使用Linux操作系統(tǒng)來(lái)負(fù)責(zé)外圍模塊的管理，而DSP端執(zhí)行音視頻編解碼算法[3],。既滿足視頻應(yīng)用在控制方面,、計(jì)算能力的需求，又降低了系統(tǒng)成本,，同時(shí)也降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性,。TI的TMS320DM365芯片正是達(dá)芬奇平臺(tái)的典型代表。DM365芯片的優(yōu)點(diǎn)還包括提供了豐富的外設(shè)接口,，比如DDR接口,、Flash接口、SD卡接口,、UART串口等[4],。DM365的視頻處理后端將經(jīng)視頻處理子系統(tǒng)處理的圖像輸出到外部顯示器上。顯示模塊選用的是一款支持觸摸屏的5.7英寸,、分辨率為640×480的TFT-LCD,。整體的硬件設(shè)計(jì)如圖1所示。
1.2 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建
啟動(dòng)過(guò)程中，首先加載系統(tǒng)引導(dǎo)程序,，包括RBL（ROM Boot Loader）,、UBL、U-Boot,。首先執(zhí)行RBL,，從NAND上讀取UBL并復(fù)制到內(nèi)存中。UBL初始化系統(tǒng)硬件,，從NAND中讀取U-Boot的內(nèi)容復(fù)制到DDR里,，U-Boot加載內(nèi)核，完成內(nèi)核的啟動(dòng),。啟動(dòng)后,，會(huì)將NAND Flash中的yaffs2文件系統(tǒng)掛載到根目錄下，至此,，整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建完畢,。
2 Qt/Embedded-arm開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建
嵌入式系統(tǒng)中常用的圖形用戶界面有MiniGui、Micro Windows和Qt,。與其他軟件相比,，Qt可移植性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)周期短,；信號(hào)和槽這一機(jī)制使得用戶交互更方便,。從開(kāi)發(fā)周期、應(yīng)用領(lǐng)域等多方面考慮,，選用Qt設(shè)計(jì)圖形界面,。但由于PC機(jī)上的系統(tǒng)與嵌入式Linux系統(tǒng)差異比較大，因此不能直接復(fù)制PC機(jī)上調(diào)試好的Qt應(yīng)用程序到嵌入式系統(tǒng)中運(yùn)行,。而且針對(duì)不同的嵌入式系統(tǒng),，需要不同的Qt平臺(tái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。本文介紹了基于Qt/Embedded開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序,，并移植到DM365硬件平臺(tái)的方法,。
2.1 tslib庫(kù)的研究與編譯安裝
帶觸摸屏的移動(dòng)終端，電磁噪聲會(huì)導(dǎo)致觸摸屏出現(xiàn)觸摸不準(zhǔn)確等問(wèn)題,。tslib為驅(qū)動(dòng)處獲得原始的采樣數(shù)據(jù)提供去噪,、去抖等功能，將設(shè)備坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的屏幕坐標(biāo),，為應(yīng)用層提供接口,。先下載tslib源碼包，解壓tslib1.4.tar.gz到工作目錄下,。
tslib文件夾中ts.conf配置了需要加載的插件,、插件順序以及一些約束參數(shù),。由于源碼中沒(méi)有指定module_raw，而需要input模塊從輸入設(shè)備讀取數(shù)據(jù),，所以去掉module_raw input語(yǔ)句前注釋,。同時(shí)TSLIB_PLUGINDIR一定要配置正確，使tslib找到模塊文件,。驅(qū)動(dòng)向應(yīng)用層匯報(bào)的是絕對(duì)坐標(biāo)信息,，為了獲取到觸摸屏的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù),，應(yīng)修改plugins目錄下的input-raw.c源碼,。否則校準(zhǔn)觸摸屏沒(méi)有反應(yīng)。
static int ts_input_read（…）這個(gè)函數(shù)體中,，ABS_X獲取的為x坐標(biāo),，ABS_Y獲取的y坐標(biāo)，ABS_PRESSURE為報(bào)告觸摸事件,，需定義ABS_X為0x35,，ABS_Y為0x36，ABS_PRESSURE為0x30,。數(shù)據(jù)為讀取的設(shè)備接口信息,。
$./autogen.sh//生成configure腳本
$./configure--host=arm-linux--perfix==/usr/local/tslib
配置成功生成makefile文件，make編譯生成庫(kù)文件,，但是發(fā)現(xiàn)make的時(shí)候報(bào)錯(cuò),，需要建立一個(gè)cache文件。則編譯之前需要執(zhí)行如下命令：
$echo“ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes”>make.cache
編譯成功后,，執(zhí)行make install進(jìn)行安裝,。
宿主機(jī)常用的是以X86為核心的PC機(jī)，而目標(biāo)板是ARM體系結(jié)構(gòu),，需要在宿主機(jī)上建立適用于在目標(biāo)板上的交叉編譯環(huán)境[5],。達(dá)芬奇DVSDK為DM365提供的交叉編譯工具鏈為arm_v5t_le-gcc和arm_v5t_le-g++。修改/home/sml/QT/tslib目錄以及子目錄下所有makefile文件,，將文件中所有的arm-linux-和arm-unkown-linux-用arm_v5t_le-替換,。安裝完成后將/usr/local目錄下生成的tslib文件夾復(fù)制到目標(biāo)板文件系統(tǒng)/usr/local/下。
2.2 Qt/Embedded-arm編譯安裝與移植
Qt/Embedded-arm是Qt嵌入式版本,。為了在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行Qt程序,，需利用交叉編譯器對(duì)Qt/Embedded編譯生成庫(kù)文件。解壓源碼qt-everywhere-opensource-src-4.7.2.tar.gz,。進(jìn)入生成的qt-embedded目錄后配置參數(shù),，參數(shù)的選擇也影響到arm資源的占用率。鍵入make會(huì)根據(jù)生成文件夾中的makefile文件進(jìn)行編譯,。編譯完成后生成一個(gè)QtE-4.7.2-dm365庫(kù)文件夾,，鍵入make install將庫(kù)文件安裝設(shè)定的/usr/local/Trolltech目錄下,。而此時(shí)僅將庫(kù)文件拷貝到內(nèi)核文件系統(tǒng)中是不可用的，為了讓嵌入式系統(tǒng)找到頭文件,、動(dòng)態(tài)庫(kù),、設(shè)備等資源，需要設(shè)定環(huán)境變量,?；谟布脚_(tái)，執(zhí)行如下操作：
$./configure-prefix/usr/local/Trolltech/QtEm-4.7.2-dm365-opensource-confirm-license-embedded arm-release-fast-qt-libpng-no-qt3support-qt-libtiff-qt-libjpeg-shared-no-webkit-make tools-no-largefile-nomake demos-nomake examples-multimedia-no-cups-xplatform qws/linux-arm-g++-nomake docs-no-qvfb-qt-mouse-pc-no-mouse-linuxtp-qt-mouse-tslib-L/usr/local/tslib1.4/lib（指定動(dòng)態(tài)庫(kù)的路徑）-I/usr/local/tslib1.4/include（指定tslib的路徑）
$make
$make install
$ cp-r/usr/local/Trolltech/QtE-4.7.2-dm365/home/sml/filesys/usr/local/（拷貝上位機(jī)生成庫(kù)文件到內(nèi)核系統(tǒng)存放庫(kù)文件的路徑）
修改/home/sml/filesys/etc/profile文件,，例如指定Qt文件目錄,，校準(zhǔn)文件的存放位置，觸摸屏設(shè)備,，指定幀緩沖設(shè)備,，tslib庫(kù)文件路徑等。設(shè)置開(kāi)發(fā)板環(huán)境變量：
$export QTDIR=/usr/local/Trolltech/QtEm-4.7.2-dm365
$export PATH=$QTDIR：$PATH
$export QWS_DISPLAY=LinuxFb：/dev/fb0
$export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal
$export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event0
$export TSDIR=/usr/local/Trolltech/tslib
…
2.3 Qt/Embedded應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)流程
基于DM365硬件平臺(tái)的嵌入式GUI開(kāi)發(fā)流程中,，首先使用安裝好的軟件Qt Creator開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序,。大致步驟是創(chuàng)建初始化對(duì)象，對(duì)控件進(jìn)行布局,，然后通過(guò)建立信號(hào)連接自定義的槽函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)窗口動(dòng)作,。完成的工程利用集成開(kāi)發(fā)工具和嵌入式Qt4庫(kù)進(jìn)行交叉編譯。接著將編譯通過(guò)的應(yīng)用程序通過(guò)NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)掛載到目標(biāo)板調(diào)試,。調(diào)試通過(guò)后,，將應(yīng)用程序拷貝到文件系統(tǒng)中，并打包燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板的Flash中,，最后設(shè)置為目標(biāo)板自啟動(dòng)[5],。流程如圖2所示。
3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試
ts_calibrate是一個(gè)應(yīng)用程序,，采集了五組點(diǎn)坐標(biāo),，用戶點(diǎn)擊校準(zhǔn)光標(biāo)后獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行一套算法變化后得到X值,、Y值和scaling等共7個(gè)值,，寫(xiě)到校準(zhǔn)文件中。運(yùn)行tslib/bin/ts_calibrate校準(zhǔn)程序,，屏幕上會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)5個(gè)光標(biāo)圖,，依次點(diǎn)擊完畢后/etc目錄下產(chǎn)生一個(gè)pointercal文件，證明觸摸庫(kù)已經(jīng)安裝成功,。終端顯示運(yùn)行的結(jié)果如圖3所示,。
拷貝一個(gè)編譯通過(guò)的demo程序到文件系統(tǒng)dm365目錄下：
$ cp /usr/local/qt-demo/home/sml/filesys/opt/dm365/
通過(guò)串口連接目標(biāo)板，文件系統(tǒng)掛起之后minicom執(zhí)行如下操作：
#cd/opt/dm365/
#./qt-demo-qws&
觸摸屏上顯示如圖4所示結(jié)果,，且鼠標(biāo)跟隨觸摸位置的移動(dòng)而移動(dòng),，移植測(cè)試成功,。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文從硬件平臺(tái)的搭建到軟件環(huán)境搭建的介紹，重點(diǎn)介紹了如何移植觸摸屏的庫(kù)和闡述了Qt/E基于DM365嵌入式系統(tǒng)下的移植方法,。在此嵌入式監(jiān)控終端之上,，可以進(jìn)行各種各樣的嵌入式GUI開(kāi)發(fā)。
參考文獻(xiàn)
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