摘 要: 概述了基于達芬奇技術(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),并詳細闡述了Qt/E的安裝移植,,包括tslib1.4庫的編譯并做相應的設置,,概述了嵌入式GUI開發(fā)流程,。最后,使用一個簡單的應用程序?qū)σ浦驳那闆r進行了測試,。
關(guān)鍵詞: 達芬奇技術(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)控設備已經(jīng)廣泛用于視頻監(jiān)控中,。客戶對于視頻監(jiān)控終端需要人性化的人機交互界面,。Qt/Embedded是Trolltech發(fā)布的面向嵌入式系統(tǒng)的Qt版本[1],,具有很好的跨平臺特性以及為用戶提供豐富的API接口和界面設計友好等優(yōu)點[2]。但由于PC機編譯的應用程序不能直接在嵌入式系統(tǒng)中應用,,本文針對這一問題,,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發(fā)與移植。為類似的嵌入式Qt應用程序開發(fā)提供了參考,。
1 總體設計
1.1 硬件平臺搭建
達芬奇技術(shù)是為數(shù)字視頻而設計的系統(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)來負責外圍模塊的管理,,而DSP端執(zhí)行音視頻編解碼算法[3],。既滿足視頻應用在控制方面、計算能力的需求,,又降低了系統(tǒng)成本,,同時也降低了系統(tǒng)的復雜性。TI的TMS320DM365芯片正是達芬奇平臺的典型代表,。DM365芯片的優(yōu)點還包括提供了豐富的外設接口,,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。整體的硬件設計如圖1所示,。
1.2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境搭建
啟動過程中,,首先加載系統(tǒng)引導程序,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)容復制到DDR里,U-Boot加載內(nèi)核,,完成內(nèi)核的啟動,。啟動后,會將NAND Flash中的yaffs2文件系統(tǒng)掛載到根目錄下,,至此,,整個系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境搭建完畢。
2 Qt/Embedded-arm開發(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,,開發(fā)周期短,;信號和槽這一機制使得用戶交互更方便。從開發(fā)周期,、應用領(lǐng)域等多方面考慮,,選用Qt設計圖形界面。但由于PC機上的系統(tǒng)與嵌入式Linux系統(tǒng)差異比較大,,因此不能直接復制PC機上調(diào)試好的Qt應用程序到嵌入式系統(tǒng)中運行,。而且針對不同的嵌入式系統(tǒng),需要不同的Qt平臺開發(fā)應用程序,。本文介紹了基于Qt/Embedded開發(fā)應用程序,,并移植到DM365硬件平臺的方法。
2.1 tslib庫的研究與編譯安裝
帶觸摸屏的移動終端,,電磁噪聲會導致觸摸屏出現(xiàn)觸摸不準確等問題,。tslib為驅(qū)動處獲得原始的采樣數(shù)據(jù)提供去噪、去抖等功能,,將設備坐標轉(zhuǎn)換為對應的屏幕坐標,,為應用層提供接口。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),。由于源碼中沒有指定module_raw,而需要input模塊從輸入設備讀取數(shù)據(jù),,所以去掉module_raw input語句前注釋,。同時TSLIB_PLUGINDIR一定要配置正確,使tslib找到模塊文件。驅(qū)動向應用層匯報的是絕對坐標信息,,為了獲取到觸摸屏的驅(qū)動數(shù)據(jù),,應修改plugins目錄下的input-raw.c源碼。否則校準觸摸屏沒有反應,。
static int ts_input_read(…)這個函數(shù)體中,,ABS_X獲取的為x坐標,ABS_Y獲取的y坐標,,ABS_PRESSURE為報告觸摸事件,,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編譯生成庫文件,,但是發(fā)現(xiàn)make的時候報錯,需要建立一個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進行安裝。
宿主機常用的是以X86為核心的PC機,,而目標板是ARM體系結(jié)構(gòu),,需要在宿主機上建立適用于在目標板上的交叉編譯環(huán)境[5]。達芬奇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文件夾復制到目標板文件系統(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,。為了在開發(fā)板上運行Qt程序,需利用交叉編譯器對Qt/Embedded編譯生成庫文件,。解壓源碼qt-everywhere-opensource-src-4.7.2.tar.gz,。進入生成的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會根據(jù)生成文件夾中的makefile文件進行編譯,。編譯完成后生成一個QtE-4.7.2-dm365庫文件夾,鍵入make install將庫文件安裝設定的/usr/local/Trolltech目錄下,。而此時僅將庫文件拷貝到內(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、動態(tài)庫,、設備等資源,,需要設定環(huán)境變量,。基于硬件平臺,,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(指定動態(tài)庫的路徑)-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/(拷貝上位機生成庫文件到內(nèi)核系統(tǒng)存放庫文件的路徑)
修改/home/sml/filesys/etc/profile文件,,例如指定Qt文件目錄,校準文件的存放位置,,觸摸屏設備,,指定幀緩沖設備,tslib庫文件路徑等,。設置開發(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應用程序開發(fā)流程
基于DM365硬件平臺的嵌入式GUI開發(fā)流程中,,首先使用安裝好的軟件Qt Creator開發(fā)應用程序。大致步驟是創(chuàng)建初始化對象,,對控件進行布局,,然后通過建立信號連接自定義的槽函數(shù)來實現(xiàn)窗口動作。完成的工程利用集成開發(fā)工具和嵌入式Qt4庫進行交叉編譯,。接著將編譯通過的應用程序通過NFS網(wǎng)絡文件系統(tǒng)掛載到目標板調(diào)試,。調(diào)試通過后,將應用程序拷貝到文件系統(tǒng)中,,并打包燒寫到開發(fā)板的Flash中,,最后設置為目標板自啟動[5]。流程如圖2所示,。
3 實驗測試
ts_calibrate是一個應用程序,,采集了五組點坐標,用戶點擊校準光標后獲取相應數(shù)據(jù),,對其進行一套算法變化后得到X值,、Y值和scaling等共7個值,寫到校準文件中,。運行tslib/bin/ts_calibrate校準程序,,屏幕上會陸續(xù)出現(xiàn)5個光標圖,依次點擊完畢后/etc目錄下產(chǎn)生一個pointercal文件,,證明觸摸庫已經(jīng)安裝成功,。終端顯示運行的結(jié)果如圖3所示。
拷貝一個編譯通過的demo程序到文件系統(tǒng)dm365目錄下:
$ cp /usr/local/qt-demo/home/sml/filesys/opt/dm365/
通過串口連接目標板,,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,,且鼠標跟隨觸摸位置的移動而移動,移植測試成功,。
4 結(jié)束語
本文從硬件平臺的搭建到軟件環(huán)境搭建的介紹,,重點介紹了如何移植觸摸屏的庫和闡述了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,,可以進行各種各樣的嵌入式GUI開發(fā),。
參考文獻
[1] 張春艷.基于Qt的嵌入式圖形用戶界面研究與實現(xiàn)[D].大連:大連海事大學,,2008:11-14.
[2] 陳敬,向偉.基于嵌入式Linux的Qt/Embedded移植與應用開發(fā)[J].電腦信息與技術(shù),,2013,21(1):57-60.
[3] Texas Instruments. TMS320DM365 digital media system on-chip[EB/OL].(2011-07-01)[2014-10-10]. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tms320 dm365.pdf.
[4] 張晨鵬.基于DM365的音視頻服務器的設計[D].武漢:武漢理工大學,,2011:17-27.
[5] 孫巍,,馮偉興.Qt/Embedded應用程序在ARM-Linux系統(tǒng)中的開發(fā)與應用[J].自動化技術(shù)與應用,2011,,30(8):37-38.