【摘要】：隨著電器產(chǎn)品的數(shù)字化,嵌入式系統(tǒng)在越來越多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用,產(chǎn)品與用戶之間交互增多,圖形用戶界面(Graphical User Interface),作為人機(jī)交互技術(shù)的重要內(nèi)容,以豐富的圖形圖像信息、直觀的表達(dá)方式與用戶交互。使用GUI系統(tǒng)作為人機(jī)界面,使軟件系統(tǒng)簡潔、美觀、應(yīng)用方便,更加人性化,現(xiàn)在GUI己經(jīng)大量應(yīng)用在嵌入式領(lǐng)域。嵌入式圖形用戶界面系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的地位日益重要。 論文分析比較了MiniGUI, MicroWindows, OpenGUI及Qt/Embedded四種主流嵌入式圖形用戶界面系統(tǒng)的功能與性能,并選擇MicroWindows為研究對象進(jìn)行深入研究。接下來分析了MicroWindows分層的體系結(jié)構(gòu),并對其中重要部分進(jìn)行了深入研究,較好地從整體上清晰的把握MicroWindows系統(tǒng)的架構(gòu)和設(shè)計思想,嵌入式圖形系統(tǒng)MicroWindows采用分層的體系結(jié)構(gòu)和客戶服務(wù)器模型,具有運(yùn)行穩(wěn)定、占用系統(tǒng)資源少等特點,但也存在對多線程程序的支持、客戶/服務(wù)器通信效率低等不足,針對這些問題,做了以下工作： MicroWindows的服務(wù)器能夠支持多個客戶端進(jìn)程同時運(yùn)行,但存在客戶端進(jìn)程必須是單線程的要求,否則就會對臨界資源產(chǎn)生訪問沖突,如請求包緩存區(qū),網(wǎng)絡(luò)套接字和事件隊列等臨界資源。本文根據(jù)客戶進(jìn)程和服務(wù)器之間發(fā)出請求、接收應(yīng)答和事件驅(qū)動的交互方式,針對同步和異步的交互過程分別采用不同的策略,實現(xiàn)了MicroWindows支持客戶端多線程的應(yīng)用程序。 MicroWindows的客戶端進(jìn)程和服務(wù)器之間通過網(wǎng)絡(luò)套接字socket進(jìn)行通訊,一次數(shù)據(jù)傳輸需要經(jīng)過從客戶緩存區(qū)到Linux核心空間,再從Linux核心空間到服務(wù)器空間的兩次拷貝過程,這種方式帶來較大的系統(tǒng)開銷,特別是傳送大量數(shù)據(jù)時效率較低。本文通過共享內(nèi)存的通訊方式,避免了數(shù)據(jù)的兩次拷貝過程,提高通訊效率,并且能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶透明的動態(tài)切換兩種通訊方式。最后結(jié)合具體的應(yīng)用,通過實驗程序驗證了改進(jìn)的可行性和正確性。
【圖文】：

圖3.1NanO一X客戶端接口多線程改造圖對于第一種類型的交互接口，因為只有發(fā)出請求過程，所以只會在發(fā)送請求程中對請求包，套接字發(fā)生沖突訪問，，可以簡單的將整個接口函數(shù)體加鎖，對的偽碼如下:第一種請求接口函數(shù)(參數(shù)，…)J幾將請求參數(shù)封裝成請求包;Loek(互斥鎖);if(請求包緩存區(qū)滿了)將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)發(fā)給服務(wù)器;將請求包放進(jìn)客戶端請求包緩存區(qū);UnLoek(互斥鎖);

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文如圖4.1所示。進(jìn)程A的虛物理存儲空間進(jìn)程B的虛擬黝黝黝黝黝黝黝黝黝黝黝圖4.1共享內(nèi)存示意圖共享存儲段一旦連接到進(jìn)程的地址空間，進(jìn)程就可以如同訪問用malloc分配的存儲空間一樣來訪問它們，如果一個進(jìn)程更改了該共享內(nèi)存的內(nèi)容，其他進(jìn)程將立即看到這種變化。共享內(nèi)存提供了進(jìn)程間共享數(shù)據(jù)的最快途徑:一個進(jìn)程簡單的寫數(shù)據(jù)到內(nèi)存，另一個進(jìn)程直接自己從內(nèi)存中讀數(shù)據(jù)，這之間完全不需要Linux內(nèi)核的操作。采用共享內(nèi)存作為Microwindows/Nano一X客戶服務(wù)器之間的通訊方式，和采用UNIX域網(wǎng)絡(luò)套接字作為通訊方式的比較如圖4.2所示:客客戶程序序 序服務(wù)器器 客客戶請求包緩沖區(qū)區(qū)區(qū)服務(wù)器接收緩沖區(qū)區(qū) lllll核核心數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 區(qū) 客客戶程序序序服務(wù)器器 客客戶請求包緩沖區(qū) 區(qū)共享內(nèi)存管道或網(wǎng)絡(luò)套接字方式共享內(nèi)存方式、..…，...................................……圖4.2兩種通訊方式比較圖可以看出共享內(nèi)存方式避免了請求包緩存區(qū)數(shù)據(jù)通過套接字的二次拷貝，客戶程序和服務(wù)器可以直接訪問請求包緩存區(qū)，節(jié)省了大量的時間，這正是我們需要的。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP368.1

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本文編號：2701654