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置,、標準輸入／輸出控制和點,、線、面作圖等函數,，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)中的應用
所謂嵌入式系統(tǒng)，是指內置到火控,、戰(zhàn)車,、飛機、導彈以及衛(wèi)星和艦船導航等各類武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)平臺上的計算機系統(tǒng),。隨著信息技術的迅猛發(fā)展,，尤其是計算機技術和微電子技術的快速發(fā)展,，嵌入式系統(tǒng)在軍事上得到了廣泛應用。嵌入式計算機系統(tǒng),，最早出現(xiàn)在20世紀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)的一個重要應用領域?，F(xiàn)在,，各種武器控制(火炮控制、導彈控制,、智能炸彈制導引爆裝置),、坦克、艦艇,、轟炸機等,，以及陸海空各種軍用電子裝備,、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用,。VxWorks是美國Wind River System公司(風河公司,，簡稱WRS公司)推出的一個實時操作系統(tǒng)。VxWorks是一個運行在目標機上的高性能,、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)設計開發(fā)的操作系統(tǒng)內核，它包括了進程管理,、存儲管理,、設備管理、文件系統(tǒng)管理,、網絡協(xié)議及系統(tǒng)應用等幾部分,。
VxWorks在軍事指揮系統(tǒng)中應用時，由于指揮系統(tǒng)對人機交互能力的要求較高,，需要對武器參數,、操作進程以及作戰(zhàn)指令等戰(zhàn)場信息進行顯示，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置,、標準輸入／輸出控制和點,、線、面作圖等函數,，以及對芯片,、輸入／輸出設備,、音頻／視頻、幀緩沖器等開放的應用程序接口,。
WindML的主要功能有二維圖形API,、事件服務、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。事件服務程序用來處理輸入設備的輸入請求,。它會把鍵盤,、鼠標等輸入數據轉化為事件并加入應用隊列；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(例如設備和事件隊列),、內存管理和驅動器注冊等資源的建立,、控制和刪除。
2．2 WindML字體驅動體系結構
WindML字體驅動在WindML 2D API上提供了一個通用的抽象層,，允許應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是提供給應用程序使用字體API的公共接口,。字體驅動不同于VxWorks中的其他驅動,，它不允許執(zhí)行或使用任何圖形驅動接口以下的程序，也就是說它不直接訪問硬件,，只訪問系統(tǒng)所使用的圖形驅動或間接通過UGL圖形驅動結構來訪問硬件,。這就允許字體驅動可以運行在任何圖形驅動之上,，與字體引擎硬件無關。WindML字體驅動體系結構如圖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換存儲,，并使用WindML的雙字節(jié)顯示函數實現(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,。字庫文件經過系統(tǒng)配置、編譯后生成點陣字庫文件目標代碼,，點陣驅動程序從目標代碼中獲取點陣信息傳遞給應用程序編程接口,，應用程序調用圖形顯示函數輸出漢字。WindML下漢字顯示處理過程如圖3所示,。
2．4 點陣漢字存儲結構
國家標準對漢字庫結構做了統(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,，每個點用二進制位(0或1)表示，對應在屏幕上顯示出來就是相應的漢字,。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構,，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構和字模結構參數的結構體,，包含參數有像素大小,、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組指針,，字體驅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)數組,，其元素個數取決于漢字點陣信息表的個數,。
點陣信息表點陣信息表以數組的形式表示，主要用來存儲漢字的GB2312碼(西文是ASCII碼)和詳細點陣信息,?？梢允且粋€表也可以是若干個表。把漢字按 GB2312編碼的頁分類,，構建多個漢字分表,，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,，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,，適合非標準的點陣算法,，或者當開發(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)編碼機制進行編碼,，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中導出；由于不選用WindML的雙字節(jié)編碼機制,，所以對于VxWorks中關于如何控制打點以及顯示點陣字體驅動,，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,。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。
在設計開發(fā)過程中,，在現(xiàn)有的西文字庫的基礎上進行修改,，添加相應的字體參數和漢字的點陣信息，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,，并被點陣描述結構直接調用,。
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 語
在VxWorks嵌入式平臺下采用點陣漢字顯示技術，使得戰(zhàn)場信息,、態(tài)勢,、指令等獲得了中文顯示。最終使設計開發(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。