DirectFB图形加速在嵌入式系统中的应用

器提交命令。也就是说真正的硬件加速完全是在用户空
间实现。这样ＤｉｒｅｃｔＦＢ就可以对它支持的图形处理器提 供最大限度的硬件图形加速。上层ＡＰｌ支持ＤｉｒｅｃｔＦＢ的 有：ＸｄｉｒｅｃｔＦＢ、ＤｉｒｅｃｔＦＢＧＬ、ＧＴＫ＋、ＤＦＢＴｅｒｍ、ＤＦＢＳｅｅ、 ＤＦＢＰｏｉｎｔ、ＭｙｔｈＴＶ、Ｑｔ
ｏｎ
１
１．１
输入设备，而不是直接访问输入硬件¨］。具体的结构如图
１所示。
Ｄｉｒ∞＇ｔＦＢ应用程序 ●
． ．
用户空间
ｌ Ｄ１。。础世图彤厍ＪＪ加避 ．驱动
Ｊ
内核空闻
ＤｉｒｅｃｔＦＢ体系结构
（１）ＤｉｒｅｃｔＦＢ访问硬件显卡
ＤｉｒｅｃｔＦＢ依赖已有的内核接口即帧缓冲设备（／ｄｅｖ／
ｆｂ）访问图形处理器，也就是说ＤｉｒｅｃｔＦＢ需要一个正在工 作的帧缓冲驱动。Ｌｉｎｕｘ内核有专门的帧缓冲驱动支持某
ＭＰｉｘｅｌ／ｓｅｃ） ＭＰｉｘｅｌ／ｓｅｅ）
Ｒｅｃｔａｎｇｌｅｓ［１０３
Ｆｉｌｌ Ｔｒｉａｎｇｌｅｓ Ｄｒａｗ Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ
ＭＰｉｘｅｌ／ｓｅｃ） ＫＲｅｃｔｓ／ｓｅｃ） ＫＬｉｎｅｓ／ｓｅｃ） ＭＰｉｘｅｌ／ｓｅｅ）
Ｄｒａｗ Ｌｉｎｅｓ［１０］
Ｆｉｌｌ Ｓｐａｎｓ
由上面测试结果比较可以看出，实现了加速能力后的
下几个模块：系统、图形加速器、屏幕及图层。其中系统是
指帧缓冲和硬件管理。ＤｉｒｅｃｔＦＢ支持的系统有ｄｅｖ／ｆｂ、
ＯＳＸ、ｓｄｌ、ｘ１１，／ｄｅｖ／ｍｅｍ等。系统可以在ＤｉｒｅｃｔＦＢ应用程 序配置文件ｄｉｒｅｅｔｆｂｒｃ中配置。屏幕是指输出设备，如
ＬＣＤ。图层代表独立的图像缓冲区，一般是在显示的时候
函数列表。实现方式如下所示。
ｆｕｎｃｓ一＞ＦｉｌｌＲｅｃｔａｎｇｌｅ＝ｍｂ８６２９６ＦｉｌｌＲｅｃｔａｎｇｌｅ； ｆｕｎｃｓ一＞ＤｒａｗＲｅｃｔａｎｇｌｅ＝ｍｂ８６２９６ＤｒａｗＲｅｃｔａｎｇｌｅ； ｆｕｎｃｓ一＞ＤｒａｗＬｉｎｅ＝ｍｂ８６２９６ＤｒａｗＬｉｎｅ， ｆｕｎｃｓ一＞Ｂｌｉｔ＝ｍｂ８６２９６Ｂｌｉｔ； ｓｄｒｖ一＞ｓｃｒｅｅｎ＝ｄｆｂ—ｓｃｒｅｅｎｓ—ｒｅｇｉｓｔｅｒ（ｄｅｖｉｃｅ，ｄｒｉｖｅｒ—ｄａ— ｔａ，＆ｍｂ８６２９６ＳｃｒｅｅｎＦｕｎｅｓ）； ｓｄｒｖ一＞ｉｎｐｕｔｌ＝ｄｆｂ—ｌａｙｅｒｓ—ｒｅｇｉｓｔｅｒ（ｓｄｒｖ一＞ｓｃｒｅｅｎ， ｄｒｉｖｅｒ＿ｄａｔａ，８Ｌｍｂ８６２９６ＬａｙｅｒＦｕｎｃ８）Ｉ ｓｄｒｖ一＞ｉｎｐｕｔ２＝ｄｆｂ—ｌａｙｅｒｓ—ｒｅｇｉｓｔｅｒ（ｓｄｒｖ一＞ｓｃｒｅｅｎ， ｄｒｉｖｅｒ＿ｄａｔａ，＆ｍｂ８６２９６ＬａｙｅｒＦｕｎｃｓ）， ｓｄｒｖ一＞ｉｎｐｕｔ３＝ｄｆｂ—ｌａｙｅｒｓ～ｒｅｇｉｓｔｅｒ（ｓｄｒｖ一＞ｓｃｒｅｅｎ， ｄｒｉｖｅｒ＿ｄａｔａ，＆ｍｂ８６２９６ＬａｙｅｒＦｕｎｃｓ）； ｄ）ｓｔａｔｉｃ ＤＦＢＲｅｓｕｈ ｄｒｉｖｅｒ—ｉｎｉｔ—ｄｅｖｉｃｅ（ＧｒａｐｈｉｅｓＤｅ— ｖｉｃｅ＊ｄｅｖｉｃｅ，ＧｒａｐｈｉｃｓＤｅｖｉｃｅｌｎｆｏ＊ｄｅｖｉｃｅ—ｉｎｆｏ，ｖｏｉｄ＊ ｄｒｉｖｅｒ＿ｄａｔａ，ｖｏｉｄ＊ｄｅｖｉｃｅ＿ｄａｔａ）；
ＤｉｒｅｃｔＦＢ可以大大提高图形处理能力。
结
语
通过笔者在某雷达系统上的测试可以看出，实现图形
加速后的ＧＵＩ界面响应较快，画面流畅，与加速前相比图 形性能有了显著的提高。随着ＤｉｒｅｃｔＦＢ在嵌入式系统， 如数控、手机、嵌入式浏览器、ＰＤＡ、雷达等领域的应用越
来越广泛，基于ＤｉｒｅｃｔＦＢ的图形加速将使得嵌入式系统
ＤｉｒｅｃｔＦＢ体系结构
ＤｉｒｅｃｔＦＢ简介
ＤｉｒｅｃｔＦＢ项目是由德国Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ公司推动的
ＤｉｒｅｃｔＦＢ、ＳＤＬ等口］。
Ｏｐｅｎ Ｓｏｕｒｃｅ计划的一部分，它是专门为满足嵌入式设备
（２）ＤｉｒｅｃｔＦＢ访问输入设备 ＤｉｒｅｃｔＦＢ使用Ｌｉｎｕｘ内核提供的标准设备接口访问
要求而开发的小巧、强大、灵活和易于使用的图形系统，并 且试图成为一个建构于Ｌｉｎｕｘ Ｆｒａｍｅｂｕｆｆｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ之上的 新图形标准酏］。它在ＦｒａｍｅＢｕｆｆｅｒ的基础上提供了图形 加速、输入设备处理提取、透明窗口和多重显示层的功能， 能够对嵌入式系统ＧＵＩ有较好的支持。与那些通用的嵌 入式ＧＵＩ系统相比，它具有非常简洁、高效的体系结构和 硬件图形加速功能¨］。 １．２
制以及拷贝等。其中的许多功能需要进行大量的数据传 递（如图形拷贝），或者需要进行大量的数值运算（如画样
条曲线）。如果这些功能都由纯软件实现的话，会占用大 量的ＣＰＵ时间并且需要传递大量的数据，从而影响了图 形性能。许多显卡芯片带有图形处理器，能够从硬件上实 现一部分图形功能…。支持硬件加速的图形库可以通过 图形处理器实现这些图形功能，从而减轻了ＣＰＵ的负担 并减少了数据在总线上的传输时间，提高了图形性能。 本文就如何实现ＤｉｒｅｃｔＦＢ的图形加速功能做了详细 的介绍，并将实现之后在性能上得到的改进与实现之前做 比较，说明ＤｉｒｅｃｔＦＢ在优化嵌入式系统ＧＵＩ上的作用。
Ｅｉ０３
９．２３１ ３．２３３
此函数用来设驱动信息。
ｃ）ｓｔａｔｉｃ ＤＦＢＲｅｓｕｈ ｄｒｉｖｅｒ—ｉｎｉｔ—ｄｒｉｖｅｒ（ＧｒａｐｈｉｃｓＤｅ－ ｖｉｃｅ＊ｄｅｖｉｃｅ，ＧｒａｐｈｉｃｓＤｅｖｉｃｅＦｕｎｅｓ＊ｒｕｎｅｓ，ｖｏｉｄ＊ｄｒｉｖ—
Ｆｉｌｌ Ｔｒｉａｎｇｌｅｓ Ｄｒａｗ Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ Ｄｒａｗ
司开发的完全集成的混合信号系统级芯片，具有与８０５１ 兼容的微处理器内核。Ｃ８０５１Ｆｘｘｘ单片机有大容量的 Ｆｌａｓｈ存储器，用于存储程序代码和非易失性数据，可在应
用编程。以Ｃ８０５１Ｆ１２０为例，Ｃ８０５１Ｆ１２０ｘ和Ｃ８０５１Ｆ１３ｘ 系列ＭＣＵ内部有１２８ ＫＢ（Ｃ８０５１Ｆ１２ｘ和Ｃ８０５ＩＦｌ３０／１） 或６４ ＫＢ（Ｃ８０５１Ｆ１３２／３）的在应用可编程Ｆｌａｓｈ存储器， 用于程序代码和非易失性数据存储；另外还有２５６字节的 Ｆｌａｓｈ页，可以用于数据存储。可以通过ＪＴＡＧ接口对 Ｆｌａｓｈ存储器进行在应用编程，或由应用软件使用ＭＯＶＸ 指令编程。用Ｃ８０５１Ｆ１２０ ＭＣＵ做成的产品到了用户处 之后，用软件通过串口就可以为产品进行Ｆｌａｓｈ程序的更 新。笔者通过实验，在用户操作界面的ＰＣ机及 Ｃ８０５１Ｆ１２０的单片机控制系统之间，通过串行口进行 Ｃ８０５１Ｆ１２０单片机控制程序的自动升级及程序加密。用 户只要从互联网上下载控制程序，即可实现单片机程序的
自动由硬件融合，硬件一般采用ａｌｐｈａ技术融合。图层数 量的多少取决于图形处理器，一般复杂的图形处理器都支 持多层显示。一层内容的改变不影响其他层的内容。
ＤｉｒｅｃｔＦＢ驱动的几点基本要素是：
①必须赋给驱动一个唯一的名字并且用如下宏实
现：ＤＦＢ ＧＲＡＰＨＩＣＳ＿ＤＲＩＶＥＲ（ＭＢ８６２９６）。
实现关闭设备时需要做的工作。
ｆ）ｓｔａｔｉｃ ｖｏｉｄ ｄｒｉｖｅｒ—ｃｌｏｓｅ—ｄｒｉｖｅｒ（ＧｒａｐｈｉｅｓＤｅｖｉｃｅ＊ ｄｅｖｉｃｅ，ｖｏｉｄ＊ｄｒｉｖｅｒ＿ｄａｔａ）；
②上面的宏需要定义６个函数供ＤｉｒｅｃｔＦＢ Ｃｏｒｅ使 用，即初始化／关闭驱动、初始化／关闭加速重获驱动元
数据。 ③在驱动中需要实现的函数有以下６个。
下面是实现加速能力后的测试结果。
Ｆｉｌｌ Ｒｅｃｔａｎｇｌｅ Ｆｉｌｌ ３．０００ ｓｅｅｓ（＊４３１２．２６８ ３．００２ ｓｅｅｓ（＊６４８３．７４１ ３．１０６ ｓｅｅｓ（＊１２．６５９ ３．００１ ｓｅｅｓ（＊１２．８６２ ３．００２ ｓｅｅｓ（＊５１．２９９ ３．１０３ ｓｅｅｓ（＊２５．３４４
以ＰＥＲ｜ＥＮｃＥ默ｃＨＡＮＧＥ＼堡堕奎煎＼
Ｄｉ ｒｅｃｔＦＢ图肜加速在嵌入式系统中的应用＊
■电 子 科 技 大 学
刘小双
李建平
郑志国
■中国电子科技集团第十研究所
些图形处理器。对于不支持的图形处理器，内核提供ＶＥ—
引
言
在嵌入式ＧＵＩ中需要实现多图形功能，包括图形绘
ＳＡ帧缓冲（这种帧缓冲有一些限制）。ＤｉｒｅｃｔＦＢ利用帧缓 冲设备做如下工作：
能。簟
６６《丰砖札拍入式系诧启固》
万方数据
ａｄｖ＠ｍｅｓｎｅｔ．ＣＯｒｎ．ｏｎ（广告专用）
Ｃ８０５ １
Ｆ单片机的软件ｌＡＰ技术粉
一广东技术师范学院
向丹
杨永
简要介绍单片机目标程序的准备及自动升级的制作过程。
引
言
Ｃ８０５１Ｆｘｘｘ系列高速ｓｏＣ单片机是由美国Ｃｙｇｎａｌ公 １
自动升级的实现方法
Ｃ８０５１Ｆｘｘｘ系列单片机将Ｆｌａｓｈ程序区按５１２字节为
如果系统支持某种硬件此函数应该返回非零值，它用
Ｄｉｒｅｃห้องสมุดไป่ตู้ＦＢ
Ｃｏｒｅ来探测哪个驱动支持系统硬件。
ｂ）ｓｔａｔｉｃ ｖｏｉｄ ｄｒｉｖｅｒ—ｇｅｔ—ｉｎｆｏ（ＧｒａｐｈｉｃｓＤｅｖｉｃｅ＊ｄｅ— ｖｉｃｅ，ＧｒａｐｈｉｃｓＤｒｉｖｅｒｌｎｆｏ＊ｉｎｆｏ）；
ＭＰｉｘｅｌ／ｓｅｃ） ＭＰｉｘｅｌ／ｓｅｃ） ＭＰｉｘｅｌ／ｓｅｃ） ＫＲｅｃｔｓ／ｓｅｅ） ＫＬｉｎｅｓ／ｓｅｃ） ＭＰｉｘｅｌ／ｓｅｅ）
如下：
ｓｎｐｒｉｎｔｆ（ｄｅｖｉｅｅ＿ｉｎｆｏ～＞ｎａｍｅ，ＤＦＢ＿ＧＲＡＰＨＩＣＳ—ＤＥＶＩＣＥ —ＩＮＦＯ＿ＮＡＭＥＬＬＥＮＧＴＨ，Ｆｕｊｉｔｓｕ ＭＢ８６２９６”）； ｓｎｐｒｉｎｔｆ（ｄｅｖｉｃｅ—ｉｎｆｏ一＞ｖｅｎｄｏｒ，ＤＦＢ—ＧＲＡＰＨＩＣＳ—ＤＥ— ＶＩＣＥＬＩＮＦＯ＿ＶＥＮＤＯＲ＿ＬＥＮＧＴＨ，”Ｆｕｊｉｔｓｕ”）； ｄｅｖｉｃｅ—ｉｎｆｏ一＞ｃａｐｓ．ａｅｅｅｌ＝Ｍ１３８６２９６一ＳＵＰＰＯＲＴＥＤ— ＤＲＡＷｌＮＧＦＵＮＣＴｌｏＮＳｌ ｄｅｖｉｃｅ＿ｉｎｆｏ一＞ｃａｐｓ．ｄｒａｗｉｎｇ＝ＭＢ８６２９６一ＳＵＰＰｏＲＴＥＤ— ＤＲＡＷＩＮＧＦＬＡＧＳ： ｅ）ｓｔａｔｉｃ ｖｏｉｄ ｄｒｉｖｅｒ＿ｃｌｏｓｅ—ｄｅｖｉｃｅ（ＧｒａｐｈｉｅｓＤｅｖｉｃｅ＊ ｄｅｖｉｃｅ，ｖｏｉｄ＊ｄｒｉｖｅｒ＿ｄａｔａ，ｖｏｉｄ－１６ ｄｅｖｉｃｅ＿ｄａｔａ）；