由于對實時性和可靠性的要求,，現(xiàn)代軍事指揮系統(tǒng)越來越廣泛地采用嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks。WindRiver公司的媒體庫WindML (Wind Media Li-brary)提供了基于VxWorks的圖形解決方案,，其UGL組件提供了顯示模式設(shè)置、標(biāo)準(zhǔn)輸入／輸出控制和點,、線,、面作圖等函數(shù)，但沒有直接提供完備的漢字顯示解決方案,，不支持漢字顯示,。針對實際指揮系統(tǒng)中人機(jī)交互界面的需求,，全西文的的交互方式顯然不便于文件的傳輸和信息的交換。本文通過對漢字編碼和windML顯示機(jī)制的分析,，給出了VxWorks嵌入式平臺下漢字顯示的實施方案,。
1 VxWorks在軍事指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用
所謂嵌入式系統(tǒng)，是指內(nèi)置到火控,、戰(zhàn)車,、飛機(jī)、導(dǎo)彈以及衛(wèi)星和艦船導(dǎo)航等各類武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)平臺上的計算機(jī)系統(tǒng),。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,，尤其是計算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在軍事上得到了廣泛應(yīng)用,。嵌入式計算機(jī)系統(tǒng),，最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代武器控制中，后來用于軍事指揮控制和通信系統(tǒng),，所以軍事國防歷來就是嵌入式系統(tǒng)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域?，F(xiàn)在，各種武器控制(火炮控制,、導(dǎo)彈控制,、智能炸彈制導(dǎo)引爆裝置)、坦克,、艦艇,、轟炸機(jī)等，以及陸?？崭鞣N軍用電子裝備,、現(xiàn)代化的軍事指揮系統(tǒng)等都可以看到嵌入式系統(tǒng)的影子。
在實時嵌入式操作系統(tǒng)中,，VxWorks以其高可靠性和高實時性得到了廣泛的應(yīng)用,。VxWorks是美國Wind River System公司(風(fēng)河公司，簡稱WRS公司)推出的一個實時操作系統(tǒng),。VxWorks是一個運行在目標(biāo)機(jī)上的高性能,、可裁剪的嵌入式實時操作系統(tǒng)，具有專門為實時嵌入式系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的操作系統(tǒng)內(nèi)核,，它包括了進(jìn)程管理,、存儲管理、設(shè)備管理,、文件系統(tǒng)管理,、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及系統(tǒng)應(yīng)用等幾部分。
VxWorks在軍事指揮系統(tǒng)中應(yīng)用時，由于指揮系統(tǒng)對人機(jī)交互能力的要求較高,，需要對武器參數(shù),、操作進(jìn)程以及作戰(zhàn)指令等戰(zhàn)場信息進(jìn)行顯示，因此迫切需要完成VxWorks下的中文顯示開發(fā),。軍事指揮系統(tǒng)中所顯示戰(zhàn)場信息如圖1所示,。
2 VxWorks下漢字顯示方案
2．1 WindML基本功能
WindML是由WindRiver公司提供的媒體庫，其UGL組件提供了顯示模式設(shè)置,、標(biāo)準(zhǔn)輸入／輸出控制和點,、線、面作圖等函數(shù),，以及對芯片,、輸入／輸出設(shè)備、音頻／視頻,、幀緩沖器等開放的應(yīng)用程序接口,。
WindML的主要功能有二維圖形API、事件服務(wù),、區(qū)域和視窗管理,、多媒體API和資源管理。其中,，二維圖形API是最常用的部分,，包括基本繪圖操作 (如畫線、矩形,、橢圓,、多邊形、點等),，選擇字體輸出文本,、位圖管理、光標(biāo)管理,、批量繪圖操作,、圖形上下文、色彩管理和雙緩沖等,。事件服務(wù)程序用來處理輸入設(shè)備的輸入請求,。它會把鍵盤、鼠標(biāo)等輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為事件并加入應(yīng)用隊列,；區(qū)域和視窗管理可以在界面上定義一個區(qū)域或多線程之間共享的窗口,，以進(jìn)行繪圖操作；多媒體APl支持NTSC,，PAL,，SECAM等視頻制式下DSP或混頻器兩種設(shè)備的音頻輸出,，也支持JPEG圖形格式；資源管理器是指常規(guī)的 WindML資源(例如設(shè)備和事件隊列),、內(nèi)存管理和驅(qū)動器注冊等資源的建立、控制和刪除,。
2．2 WindML字體驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)
WindML字體驅(qū)動在WindML 2D API上提供了一個通用的抽象層,，允許應(yīng)用程序通過一個通用2D字體API庫使用不同的字體引擎。通用2D字體API是提供給應(yīng)用程序使用字體API的公共接口,。字體驅(qū)動不同于VxWorks中的其他驅(qū)動,，它不允許執(zhí)行或使用任何圖形驅(qū)動接口以下的程序，也就是說它不直接訪問硬件,，只訪問系統(tǒng)所使用的圖形驅(qū)動或間接通過UGL圖形驅(qū)動結(jié)構(gòu)來訪問硬件,。這就允許字體驅(qū)動可以運行在任何圖形驅(qū)動之上，與字體引擎硬件無關(guān),。WindML字體驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)如圖2所示,。
2．3 點陣漢字輸出過程
點陣漢字的顯示是利用WindML的圖形輸出功能來實現(xiàn)的。設(shè)計開發(fā)中利用WindML對位圖字符顯示和雙字節(jié)編碼的支持,，按照WindML位圖字體文件的格式完成漢字點陣的轉(zhuǎn)換存儲,，并使用WindML的雙字節(jié)顯示函數(shù)實現(xiàn)點陣獲取、點陣顯示,，將漢字顯示出來,。
WindML有很多字庫文件，原始安裝狀態(tài)下都是西文字庫文件,，要在VxWorks系統(tǒng)中顯示中文漢字,，解決方案是將西文字庫文件修改成為中文字庫文件，即設(shè)計一種類似西文字庫格式的C語言文件,，文件中存儲雙字節(jié)的漢字編碼,、點陣信息及字體的控制信息等。字庫文件經(jīng)過系統(tǒng)配置,、編譯后生成點陣字庫文件目標(biāo)代碼,，點陣驅(qū)動程序從目標(biāo)代碼中獲取點陣信息傳遞給應(yīng)用程序編程接口，應(yīng)用程序調(diào)用圖形顯示函數(shù)輸出漢字,。WindML下漢字顯示處理過程如圖3所示,。
2．4 點陣漢字存儲結(jié)構(gòu)
國家標(biāo)準(zhǔn)對漢字庫結(jié)構(gòu)做了統(tǒng)一規(guī)定：字庫分為94個區(qū)，每個區(qū)有94個漢字,，每個漢字有確定的區(qū)和位編碼,，用兩個字節(jié)表示，第一個字節(jié)表示漢字所在的區(qū)號,，第二個字節(jié)表示位號,，即所謂的區(qū)位碼,。每個漢字在字庫中以點陣字模形式存儲，一般采用16×16點陣,、24×24點陣,，每個點用二進(jìn)制位(0或1)表示，對應(yīng)在屏幕上顯示出來就是相應(yīng)的漢字,。每個漢字都有惟一的區(qū)位碼,，通過區(qū)位碼計算出漢字在字庫中的位置，從而確定漢字的字模,。
點陣漢字字庫C語言文件有固定的結(jié)構(gòu),，分為三個部分：點陣屬性表、點陣信息描述總表和點陣信息表,。點陣屬性表用來描述點陣漢字的字符結(jié)構(gòu)和字模結(jié)構(gòu)參數(shù)的結(jié)構(gòu)體,，包含參數(shù)有像素大小、字符名稱,、字符家族名稱等,，特別定義了指向點陣信息總表的數(shù)組指針，字體驅(qū)動程序利用這個指針尋找點陣信息總表,。點陣信息描述總表 它是一個存放指向點陣信息表指針的動態(tài)數(shù)組,，其元素個數(shù)取決于漢字點陣信息表的個數(shù)。
點陣信息表點陣信息表以數(shù)組的形式表示,，主要用來存儲漢字的GB2312碼(西文是ASCII碼)和詳細(xì)點陣信息,。可以是一個表也可以是若干個表,。把漢字按 GB2312編碼的頁分類,，構(gòu)建多個漢字分表，也可以把中西文裝在混合表里做成一個大表,，西文字符被擴(kuò)展成雙字節(jié)存儲,。
3 點陣漢字字庫實例
自己開發(fā)點陣存儲、點陣獲取,、點陣顯示,，改造WindML的雙字節(jié)或單字節(jié)顯示函數(shù)，使其能判斷漢字碼,，一旦判斷出漢字碼,，則使用自己開發(fā)的點陣獲取、點陣顯示等把漢字顯示出來,。該方法對點陣的操作更加靈活,，適合非標(biāo)準(zhǔn)的點陣算法，或者當(dāng)開發(fā)者已有成熟的點陣操作方法時,，把該方法綁接到WindML上,。
不必理會WindML雙字節(jié)編碼機(jī)制,，這里需要的是一個漢字的點陣字庫，這個點陣字庫不必按照WindML的雙字節(jié)編碼機(jī)制進(jìn)行編碼,，里面所存儲的只是漢字的點陣信息和區(qū)位碼信息,，這個字庫可以通過從Windows中導(dǎo)出；由于不選用WindML的雙字節(jié)編碼機(jī)制,，所以對于VxWorks中關(guān)于如何控制打點以及顯示點陣字體驅(qū)動,，并不需要具體了解；更重要的是擁有更大的靈活性,，只需把自己所寫的漢字顯示函數(shù)綁定到WindML上面即可。因此這里必須要求自己寫點陣的存儲,、點陣顯示,、漢字顯示函數(shù)。做起來比較簡單,，只要求了解漢字編碼的基本知識,，即漢字雙字節(jié)編碼中，高,、低字節(jié)的最高位都是為‘1’,，而西文字符編碼中最高位為‘0’，利用這點來判斷所要顯示的字符是漢字還是英文,。
在設(shè)計開發(fā)過程中,，在現(xiàn)有的西文字庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，添加相應(yīng)的字體參數(shù)和漢字的點陣信息,，形成點陣漢字字庫文件uflhz12．c,，uflhz16．c，uflhz24．c,，以分別存儲12,，16和24號宋體的字庫信息。這個過程用Windows編程來實現(xiàn),。
以下是16號宋體字庫文件中的點陣信息表：
該指針指向點陣信息表的首地址,，并被點陣描述結(jié)構(gòu)直接調(diào)用。
字庫文件的最后定義了點陣屬性表,，該表規(guī)定了整個點陣字庫的屬性以及字模和間距,，并定義點陣指針。
4 結(jié) 語
在VxWorks嵌入式平臺下采用點陣漢字顯示技術(shù),，使得戰(zhàn)場信息,、態(tài)勢、指令等獲得了中文顯示,。最終使設(shè)計開發(fā)的軍事指揮系統(tǒng)不僅具有良好的可靠性和卓越的實時性,，同時具有直觀而方便的中文平臺以及友好的交互能力,，大大提升了整體作戰(zhàn)效能。