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MicroWindows在嵌入式系统中的应用研究

作　者: 亓向国
导　师: 李勃
学　校: 昆明理工大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 嵌入式系统 图形用户界面 线程 内存共享
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 9次
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内容摘要


随着电器产品的数字化,嵌入式系统在越来越多的领域中得到应用,产品与用户之间交互增多,图形用户界面(Graphical User Interface),作为人机交互技术的重要内容,以丰富的图形图像信息、直观的表达方式与用户交互。使用GUI系统作为人机界面,使软件系统简洁、美观、应用方便,更加人性化,现在GUI己经大量应用在嵌入式领域。嵌入式图形用户界面系统在嵌入式系统中的地位日益重要。论文分析比较了MiniGUI, MicroWindows, OpenGUI及Qt/Embedded四种主流嵌入式图形用户界面系统的功能与性能,并选择MicroWindows为研究对象进行深入研究。接下来分析了MicroWindows分层的体系结构,并对其中重要部分进行了深入研究,较好地从整体上清晰的把握MicroWindows系统的架构和设计思想,嵌入式图形系统MicroWindows采用分层的体系结构和客户服务器模型,具有运行稳定、占用系统资源少等特点,但也存在对多线程程序的支持、客户/服务器通信效率低等不足,针对这些问题,做了以下工作：MicroWindows的服务器能够支持多个客户端进程同时运行,但存在客户端进程必须是单线程的要求,否则就会对临界资源产生访问冲突,如请求包缓存区,网络套接字和事件队列等临界资源。本文根据客户进程和服务器之间发出请求、接收应答和事件驱动的交互方式,针对同步和异步的交互过程分别采用不同的策略,实现了MicroWindows支持客户端多线程的应用程序。MicroWindows的客户端进程和服务器之间通过网络套接字socket进行通讯,一次数据传输需要经过从客户缓存区到Linux核心空间,再从Linux核心空间到服务器空间的两次拷贝过程,这种方式带来较大的系统开销,特别是传送大量数据时效率较低。本文通过共享内存的通讯方式,避免了数据的两次拷贝过程,提高通讯效率,并且能够实现对用户透明的动态切换两种通讯方式。最后结合具体的应用,通过实验程序验证了改进的可行性和正确性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-21
  1.1 论文研究的背景  8-9
  1.2 嵌入式系统概述  9-12
    1.2.1 嵌入式系统的组成  9-10
    1.2.2 嵌入式操作系统  10-12
  1.3 嵌入式GUI概述  12-18
    1.3.1 嵌入式GUI在嵌入式系统中重要性及其实现方法  12-14
    1.3.2 国内外嵌入式GUI的研究现状  14-18
  1.4 本文研究内容  18-19
  1.5 论文的组织  19-21
第二章 MicroWindows的体系结构和关键技术  21-31
  2.1 MicroWindows的体系结构分析  21-22
  2.2 客户/服务器模型  22-24
  2.3 服务器端的层次结构  24-30
    2.3.1 设备驱动  24-26
    2.3.2 引擎层  26
    2.3.3 窗口系统层  26-27
    2.3.4 请求、应答和事件驱动的交互方式  27-30
  2.4 小结  30-31
第三章 对支持多线程应用程序分析与改进  31-38
  3.1 使用多线程的优点  31-32
  3.2 多线程冲突分析  32-33
  3.3 多线程改造方案  33-37
  3.4 小结  37-38
第四章 Client/Server通信方式的改进  38-42
  4.1 目前通讯方式的不足  38
  4.2 共享内存通讯方式的设想  38-40
  4.3 共享内存通讯方式的实现  40-41
  4.4 小结  41-42
第五章 MicroWindows在嵌入式中的应用  42-52
  5.1 基于MicroWindows的游戏程序的设计  42-46
  5.2 基于MicroWindows的身份证查询程序的实现  46-50
    5.2.1 数据库设计  47-48
    5.2.2 程序主要部分说明  48-50
  5.3 支持多线程实验  50-51
  5.4 小结  51-52
第六章 总结与展望  52-54
  6.1 总结  52-53
  6.2 展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-58
附录A 攻读硕士学位期间发表论文  58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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