嵌入式图形用户界面:零点起步

图形用户界面是一种以图形化为基础的用户界面，使用统一的图形操作方式，如可移动的视窗和选项及鼠标，它是用户与操作系统之间的桥梁。GUI的重要优势在于：使用户摆脱了在命令行提示符下与操作系统进行交互的方式，用户可以仅通过鼠标单击来快速地熟悉程序的操作，使得计算机成为大多数人都能够使用和接受的工具，如Windows就是PC上占主导地位的GUI系统。

但是，由于受到硬件条件等的限制，现在许多嵌入式设备的用户界面仍然非常单调、简单。其原因是：一方面许多传统的嵌入式系统用于工业控制等方面，人机交换的内容较少。另一方面受到技术的限制，在嵌入式系统中难以实现图形化的人机交互界面。随着嵌入式设备硬件条件的提高，对于嵌入式系统中轻量级图形用户界面的需求也就越来越迫切。这些系统一般不希望建立在庞大累赘的、非常消耗资源的操作系统和图形用户界面之上，如Windows或Xwindow等。同时，嵌入式系统对图形用户界面轻型和可定制方面有较高的要求，希望图形用户界面占用资源少、高性能、高可靠性、易移植和可配置。

在嵌入式环境下，GUI系统的整体构架与桌面PC相差不多，如常用的绘图函数库和字形库、事件处理机制等都是嵌入式GUI系统所要面临的问题。但是，嵌入式系统本身由于体积小、资源少的特点，所以在整体设计上必须较为严谨，考虑的条件更多。

UNIX环境下的图形视窗标准为XWindowSystem（以下简称X标准）。Linux是类UNIX系统，所以顶层运行的GUI系统是兼容X标准的XFree86系统。X标准大致可以划分为X Server、Graphic Library（底层绘图函数库）、Toolkits、Window Manager和Internationalization（I18N）等几大部分。

虽然X架构不错，但是不适用于嵌入式环境，因为实际工作起来过于庞大，因此许多嵌入式LinuxGUI系统会把上述几点合并，甚至全部绑到一起。当然，这样同时也会失去很多弹性与扩展功能，但为了适应嵌入式系统，这也是一个解决问题的方法。

一般地，适合于嵌入式Linux系统的图形用户界面应该具有下列几个特点：

1）体积小，占用较少的Flash和RAM。安装GUI系统时应根据实际的需求对GUI系统进行方便的裁剪和精简，以减少安装所需要的存储空间；在系统运行时应占用尽可能少的RAM。(www.xing528.com)

2）耗用系统资源尤其是CPU的资源较少，在硬件性能受限的条件下能达到相对较快的系统响应速度，同时减小CPU的功耗，以达到节电的效果。

3）系统独立，能适用于不同的硬件。

4）上层接口与硬件无关，高度可移植。要求嵌入式的GUI系统不是针对某种特定的硬件设计（如处理器、显示设备和输入设备等），可以在不同的操作系统上运行。

5）高可靠性。

6）在某些应用中具有实时性。