彭均鍵，史步海，劉洋

0 引言

GUI的廣泛應(yīng)用是當今計算機發(fā)展的重大成就之一，它極大地方便了非專業(yè)用戶的使用。而嵌入式 GUI本身具有著輕型、占用資源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特點，具有強大的發(fā)展?jié)摿ΑＷ鳛橹髁髦坏腖inux嵌入式系統(tǒng)，主要的 GUI開發(fā)應(yīng)用軟件包括 GTK（GIMP Toolkit）、Qt和wxWidgets這3大GUI框架。其中Qt是挪威的 Trolltech公司的旗艦產(chǎn)品，作為跨平臺的應(yīng)用程序框架，是開源左面系統(tǒng)KDE的基石。因此，本文將介紹以此為基礎(chǔ)的嵌入式 GUI開發(fā)平臺的搭建，并且結(jié)合深圳優(yōu)龍公司所提供的FS2410DEV開發(fā)套件進行詳細講解。

1 開發(fā)平臺的搭建

1.1 基于Qt的嵌入式GUI開發(fā)平臺搭建的主要流程

首先在進行開發(fā)的PC機上建立Linux編譯環(huán)境，然后根據(jù)目標機的硬件總類對Qt應(yīng)用程序源碼包進行定制，進而交叉編譯，生成相關(guān)的函數(shù)庫。接著就是制作根文件系統(tǒng)，下載到目標板中。至此，平臺的搭建工作就算完成。

1.2 操作系統(tǒng)的選擇與安裝

為了在用于開發(fā)的PC主機上得到Linux的開發(fā)環(huán)境，我們選擇在Windows操作系統(tǒng)中安裝VMware虛擬機軟件，再在其中安裝我們需要的Linux操作系統(tǒng)。使用虛擬機的一大好處是，當在Linux因為不熟悉而遇到問題的時候，可以很容易的回到 Windows中尋求解決方案，避免了在雙系統(tǒng)中來回重啟切換的麻煩。虛擬機的版本盡量選擇當前的最新版，因為Linux系統(tǒng)的發(fā)展迅速，如果安裝在舊版的虛擬機當中，不能保證有很好的兼容性，有關(guān)VMware虛擬機軟件的信息，可以登陸 http://www.vmware.com/進行了解。虛擬機安裝完成之后，就可以開始安裝Linux操作系統(tǒng)了，比較常見的版本有Red Hat Linux、Fedora Core、Ubuntu、SUSE Linux等等，這里我們采用的是Fedora Core 7。

1.3 Qt應(yīng)用開發(fā)軟件的編譯

要進行Qt應(yīng)用程序的開發(fā)，需要qt-x11-free-3.3.8.tar.gz和qt-embdedded-free-3.3.8.tar.gz，這兩個源碼包，可以登陸http://www.qtopia.org.cn/下載。版本可以自己選擇，但兩者最好保持一致。此外，還需要一個交叉編譯器，這里選用的是arm-linux-gcc-3.4.1.tar.gz編譯器。

在下載完上述3個源碼包后，把它們放在同一個目錄下面就可以開始編譯了。

第一步，首先是解壓安裝包并設(shè)置環(huán)境變量，用到的命令如下：

對于交叉編譯器arm-linux-gcc-3.4.1來說，只需要解壓并設(shè)置環(huán)境變量即可使用，不需要對其進行編譯，而上述命令中把解壓出來的 Qt/Embedded目錄改名成"qt-embedded-host"，是為了區(qū)分下面要講到的交叉編譯。上述環(huán)境變量的設(shè)置是非常重要的，因為它關(guān)系到能否正確的安裝及編譯這些安裝包。

第二步，下面開始編譯qt-x11安裝包，命令如下：

配置參數(shù)-no-xft是指本次編譯不支持xft，xft主要是為X程序提供了一個客戶端的API，如果不把這一項支持去掉，make的過程中會因為找不到相關(guān)的頭文件而出錯。在這里，我們編譯qt-x11的原因就是為了接下來得到里面的qvfb工具。

第三步，編譯qvfb，命令如下：

cd $QTEDIR/tools/qvfb

make clean

qmake -o Makefile qvfb.pro

make

cp qvfb $QTEDIR/bin/

這里提到的qvfb是為Qt做的一個虛擬frambuffer的應(yīng)用程序，它的最終目的就是把Qt應(yīng)用程序運行的結(jié)果顯示在qvfb上（實際中是要通過linux的frambuffer驅(qū)動顯示在目標板的 lcd屏上的），并提供鍵盤、鼠標的外設(shè)仿真從而提高研發(fā)時的工作效率。

第三步，編譯qt-embedded-host，命令如下：

對于這里的配置選項，可以通過./configure –h命令來查看，根據(jù)自己的需要定制。如果用這一步編譯出來的相關(guān)函數(shù)庫去編譯自己開發(fā)的程序，最后生成的可執(zhí)行文件只能在PC上的 qvfb上運行。這就是為什么要在配置中加上 qvfb的支持，以及在第二步里面拷貝qvfb過來的原因了。

第四步，交叉編譯Qt/Embedded，這一步就是要根據(jù)開發(fā)板的硬件配置來定制編譯參數(shù)，最終生成合適的函數(shù)庫，再對開發(fā)程序進行編譯。下面先退出到一開始存放3個源碼包的目錄，重新解壓qt-embedded-free-3.3.8.tar.gz代碼包并且改名為qt-embedded-target，這個名字表示這個步驟編譯是按照目標板定制的，在這里我們需要用到第三步編譯后生成的兩個工具，分別是 moc和 uic，把它們復(fù)制到qt-embedded-target的bin目錄下。

如果缺少這兩個工具將會導致編譯出錯，不能生成我們需要的庫文件。另外，由于我們的優(yōu)龍FS2410DEV開發(fā)套件選配的是一個 8寸的液晶觸摸屏，因此在使用 configure命令對makefile進行定制的時候要添加觸摸屏支持。但是在開始定制之前，我們需要根據(jù)觸摸屏的種類，對源碼包里面相關(guān)的源文件進行修改，這樣才能讓我們編譯出來庫文件支持該觸摸屏。否則，觸摸屏就無法使用了。

需要修改的文件有兩個分別是 qmouselinuxtp_qws.cpp和 qmouselinuxtp_qws.h，這兩個文件所在的目錄是"qt-embedded-target/src/embedded/"。在qmouselinuxtp_qws.cpp文件中查找"/dev/h3600_tsraw"字段并且替換成"/dev/touchscreen/0"，這個是開發(fā)板/dev目錄下對應(yīng)的名字；然后在 qmouselinuxtp_qws.h中增加兩個宏定義"#define QT_QWS_IPAQ"和"#define QT_QWS_IPAQ_RAW"。修改完成后，我們就可以開始編譯庫文件了：

定制時的一個embedded參數(shù)表明了我們的目標板采用的是arm核心處理器，而最后一個參數(shù)則是添加觸摸屏的支持。在定制的時候可以盡可能的把不需要的支持去掉，因為這樣可以縮減庫文件的大小，節(jié)省開發(fā)板上的存儲空間。編譯順利通過以后，就可以得到 lib目錄下的四個庫文件libqte-mt.so、 libqte-mt.so.3、 libqte-mt.so.3.3、libqte-mt.so.3.3.8，其實前 3個都是指向最后一個文件的連接，我們可以通過file命令來查看libqte-mt.so.3.3.8這個庫文件是否是我們需要的在開發(fā)板上跑的庫。另外，在lib目錄下還有一個fonts文件夾，里面包含Qt程序運行時所需要的字體，因此該文件夾也需要添加到根文件系統(tǒng)中。

1.4 燒寫內(nèi)核和根文件系統(tǒng)

要開發(fā)板運行起來，需要把內(nèi)核和根文件系統(tǒng)燒寫進去。內(nèi)核，可以使用開發(fā)板自帶的，也可以登陸http://download.chinaunix.net/download/0007000/6156.shtml/下載，然后根據(jù)硬件的實際情況來定制，重新編譯該內(nèi)核，再燒寫到開發(fā)板上。采用新版本的內(nèi)核，可以得到一些新的支持，實現(xiàn)更多的功能。對于根文件系統(tǒng)，可以開發(fā)板自帶的作為模板，根據(jù)實際情況裁減，增加自己的庫文件與程序，就可以燒寫到開發(fā)板上，并最終運行了。

2 基于Qt的嵌入式GUI程序開發(fā)

2.1 開發(fā)Qt程序的一般流程

在所有的千其準備工作都順利完成以后，就可以開始根據(jù)用戶的需求來開發(fā)各種各樣的嵌入式 GUI程序了，開發(fā)的主要流程如圖1所示。

圖1 Qt程序一般開發(fā)流程

在開發(fā)過程中，其實可以省掉用qvfb工具測試的步驟，因為最終的程序需要交叉編譯才能放到開發(fā)板上運行，但對于界面的設(shè)計，通過qvfb工具進行調(diào)試更為直觀、方便，避免了因為一些小的調(diào)整而來回燒寫根文件系統(tǒng)。在界面的設(shè)計敲定以后，對于一些關(guān)系到其它硬件資源部分的程序的調(diào)試，qvfb工具也就不能滿足了，這時候就需要真正把交叉編譯好的程序下載到開發(fā)板上進行運行調(diào)試了。

最后值得注意的是，在利用之前的qt-embedded-host和qt-embedded-target里面的函數(shù)庫，對應(yīng)用程序代碼進行編譯之前，必須先設(shè)置好PATH、QTDIR、LD_LIBRARY_PATH等相應(yīng)的環(huán)境變量。

2.2 "hello world"實例

下面通過Qt/Embedded本身自帶的"hello world"例子，演示一個Qt界面程序分別在qvfb和開發(fā)板上運行的情況。首先是在qvfb上運行，先把編譯host程序的環(huán)境變量設(shè)置好，然后進入qt-embedded-host中的example目錄，再進入hello文件夾，該例子的源程序和可執(zhí)行文件都在這個文件夾中。接著先啟動 qvfb，再運行可執(zhí)行文件hello。運行后的結(jié)果如圖2所示：

圖2 "hello"在qvfb上運行

接下來就是把文件放到跟文件系統(tǒng)，燒寫在板上運行，這里用到的是qt-embedded-target的可執(zhí)行文件。假設(shè)Qt的交叉編譯庫放在根文件系統(tǒng)的/usr/lib目錄下，程序的可執(zhí)行文件放在了根目錄下，然后就可以用開發(fā)板自帶的DNW工具用命令行登陸到板上，設(shè)置一下環(huán)境變量：

然后就可以運行根目錄下的可執(zhí)行文件"hello"了，運行結(jié)果如圖3所示。

圖3 "hello"在開發(fā)板上運行

3 結(jié)束語

本文講述了如何利用Qt這款GUI開發(fā)軟件，在PC機上搭建一個嵌入式的 GUI開發(fā)平臺，并且結(jié)合優(yōu)龍公司的FS2410DEV（v6.0）開發(fā)套件給出了實際例子。對于嵌入式GUI開發(fā)來說，雖然應(yīng)用程序的代碼編寫直接關(guān)系到一個工程的成功與否，但在編寫代碼之前，開發(fā)環(huán)境的搭建往往更為重要，只有在有了一個完好的開發(fā)平臺以后，才可以真正開始應(yīng)用程序的開發(fā)。

另外，以上所采用的Qt/Embedded版本是3.3.8，在實際的開發(fā)過程中，會遇到有極為少數(shù)的類，例如"QTextEdit"，能夠編譯生成可執(zhí)行文件，并且在qvfb上成功運行，但下載到開發(fā)板上卻不能顯示，同時也沒有任何的錯誤信息。通過試驗可以發(fā)現(xiàn)，如果采用 Qt/Embedded4.0以上的版本，這些在3.3.8里面不能使用的類，也可以在開發(fā)板上正確顯示。因此，在開發(fā)板的性能允許的情況下，應(yīng)該使用版本較新的Qt軟件來進行開發(fā)平臺的搭建，以獲得最好的效果。

本文作者創(chuàng)新點：文中以Qt/Embedded這種國內(nèi)外比較流行的嵌入式 GUI軟件作為研究對象，結(jié)合優(yōu)龍公司的FS2410DEV（v6.0）開發(fā)套件，講述了如何搭建一個完整的Qt嵌入式GUI開發(fā)環(huán)境，并列舉了一個具體的運行例子。在開發(fā)平臺搭建完成以后，就可以十分便利的讓廣大用戶在此基礎(chǔ)上進行各種各樣的嵌入式GUI開發(fā)。

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