论文总字数：20439字

摘 要

随着5G标准的逐渐确立，IOT成为炙手可热的竞争高地，IOT时代悄然而至，带动了IT产业、移动通讯产业、家电产业更加迅猛的发展，图形化用户界面（GUI）设计在产品方面产生了更加强大的增值功能和巨大的市场价值。因此研究并开发高性能、高可靠性、便于移植、可配置的图形化用户界面至关重要。本文基于中国的开源嵌入式实时操作系统RT-Thread以及国产龙芯嵌入式最小系统主板进行柿饼GUI移植与应用开发。

本文结合嵌入式操作系统以及GUI的发展现状和趋势,分析RT-Thread和智龙主板的软硬件资源以及LCD扩展板电路原理，并完成硬件和软件测试环境的搭建。接着针对画面切换产生的撕裂闪烁问题进行LCD buffer驱动优化。然后选择柿饼GUI来构建平台的图形界面系统完成UI设计以及JavaScript的编写，最后进行系统测试。本文的工作重点在于软件设计，包括驱动优化和UI设计以及JavaScript的编写。

本课题实践表明，柿饼UI是一种优秀的嵌入式GUI，适用面和可扩展性很强。也为往后更加深入的研究打下基础。

关键词：RT-Thread 龙芯 柿饼 UI

Persimmon GUI transplantation and application development based on RT-Thread and Loongson platform

Abstract

With the gradual establishment of the 5G standard,IOT has become a hot place for competition,and the IOT era has come to be true quietly,motivating the rapid development of the IT industry,mobile communications industry,and the household electrical appliances industry. Graphical user interface(GUI) design has produced more powerful value-added features and huge market value in terms of products,So researching and developing high-performance, high-reliability, easy-to-port,configurable graphical user interfaces is critical.This paper is based on China's open source embedded real-time operating system RT-Thread and the domestic Longson embedded minimal system motherboard for persimmon GUI transplantation and application development.

This paper combines current development and the tendency of embedded operating system and GUI,analyzes the hardware and software resources of RT-Thread and Zhilong motherboard and the circuit principle of LCD expansion board,and completes the construction of hardware and software test environment.Then, the LCD buffer driver optimization is performed for the tearing problem caused by the screen switching.Then selects the persimmon GUI to build the platform's graphical interface system to complete the UI design and JavaScript,and finally is the system test.The key point of this article is on software design, including driver optimization and UI design, as well as writing JavaScript.

The practice of this subject shows that the persimmon UI is an excellent embedded GUI with strong application surface and scalability.It also builds the foundation for further research later.

Key Words: RT-Thread; Loongson; Persimmon; UI

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 引言 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 嵌入式操作系统 1

1.2.1 简介 1

1.2.2 主流嵌入式操作系统 2

1.2.3 发展趋势 2

1.3 GUI 3

1.3.1 简介 3

1.3.2 主流GUI 3

1.3.3发展趋势 4

1.3 本文主要工作内容 4

第二章 实验平台 6

2.1 硬件平台 6

2.2 软件平台 7

2.2.1 RT-Thread 7

2.2.2 PersimM 8

2.3 系统总体设计 9

第三章 硬件设计与实现 10

3.1 龙芯MCU 10

3.2 LCD扩展板 11

3.3 硬件测试环境搭建 12

第四章 软件设计与实现 14

4.1 软件总体设计方案 14

4.2 软件测试环境搭建 14

4.2.1 Git和TortoiseGit 14

4.2.2 SecureCRT和Tftpd32 15

4.2.3交叉编译工具链 15

4.2.4 env工具. 16

4.2.5 MinGW 17

4.3 更新软件包 17

4.4 优化LCD buffer驱动 18

4.4.1 双缓冲技术 19

4.4.2 驱动优化 19

4.5 Persimmon UI应用开发 20

4.5.1 UI界面设计 20

4.5.2 编写JavaScript程序 22

第五章 系统测试 26

5.1 硬件测试 26

5.2 软件测试 29

结语 31

参考文献 32

致 谢 34

第一章 引言

1.1 研究背景及意义

近日美国制裁华为，海思备胎一夜转正，华为研发自有操作系统，中芯国际退市纽交所等等事件刷爆网络，一时之间将国产芯片和操作系统以及科技自立的话题推向了风口浪尖，再一次坚定了核心技术必须掌握在自己手里的现实基础。

本课题基于中国的开源嵌入式实时操作系统RT-Thread以及国产龙芯嵌入式最小系统主板进行柿饼GUI移植与应用开发。RT-Thread是一个国产开源开放的平台，它没有限制，在任何地方都可以应用，程序简洁、脉络清晰，新人容易上手。相较于μC/O-II和FreeRTOS等操作系统它稳定性高；支持Fatfs文件系统，采用基于优先级的全抢占式多线程调度算法和基于时间片的轮转调度算法，使用内核对象(包括信号量、互斥量等)进行线程同步，极大地优化了线程的执行和调度效率，提升了微处理器的数据存取性能，在此基础上进行有效的硬件驱动开发和应用程序开发十分有利^[1]。柿饼GUI是RT-Thread中的图形用户界面，新版本已支持“设计器 JavaScript脚本”开发,采用美工 “前端”模式的设计理念，使用JavaScript脚本语言来编写用户业务逻辑，设计时只需几串代码就可以实现多个控件之间复杂的事件传递、行为响应等操作，十分方便快捷。相比Linux系统与安卓系统，柿饼GUI资源占用更少，成本也更低。另外，老牌的嵌入式GUI emWin，软件架构和功能比较成熟但显示效果偏Win95/Win98风格已经渐渐不能满足时代发展需求。龙芯是具有自主知识产权的国产CPU，采用MIPS指令集架构，属于精简指令集（RISC）处理器体系^[2]。坚持自主设计和改进CPU核，在同样主频下已达到国际主流CPU的性能。将国产操作系统和芯片有机提高，有助于扭转中国缺“芯”少“魂”的局面。

1.2 嵌入式操作系统

1.2.1 简介

嵌入式操作系统(EOS)负责全部软硬件资源的分配、调度、控制以及协调，对接底层硬件与上层软件。操作系统将底层驱动封装起来为开发者提供功能接口，极大地提高了应用程序的开发效率，将专用的计算机系统嵌入到特定的对象体系中是它的核心概念，以软件应用为中心，根据软件和硬件的实际需求出发，可以人为的进行各种设计与操作^[3]。稳定性强但交互性较弱，实时性强并且具有很好的可伸缩性以及外设接口的统一性是它的突出特点。

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