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。客戶對(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。基于硬件平臺(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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