基于YGV629的系統(tǒng)圖形用戶界面設(shè)計(jì)

嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在通信終端、車(chē)載設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，對(duì)嵌入式系統(tǒng)圖形用戶界面(Graphic User Interface，GUI)的要求逐步提高。GUI是用戶和嵌入式設(shè)備之間的接口，是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分，它通過(guò)窗口和菜單等圖形化操作方式，極大地方便了用戶對(duì)嵌入式產(chǎn)品的使用。GUI的好壞將直接影響嵌入式產(chǎn)品的普及和使用。GUI簡(jiǎn)潔、方便、美觀的嵌入式產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
嵌入式系統(tǒng)的資源是比較緊張的，多數(shù)嵌入式系統(tǒng)沒(méi)有個(gè)人電腦所具有的硬件資源和圖形顯示處理資源。一個(gè)嵌入式系統(tǒng)能夠顯示何種風(fēng)格的界面，是由嵌入式系統(tǒng)的功能需求和本身的圖形顯示處理機(jī)制決定的。因此不同嵌入式系統(tǒng)的GUI設(shè)計(jì)是不同的，它綜合了硬件和軟件兩方面的考慮，而不像在個(gè)人電腦上開(kāi)發(fā)界面時(shí)多數(shù)情況下只需考慮軟件設(shè)計(jì)。
本文以車(chē)載影音導(dǎo)航系統(tǒng)為例，介紹了一種嵌入式系統(tǒng)圖形用戶界面的設(shè)計(jì)方法。首先介紹了系統(tǒng)對(duì)圖形界面的需求，然后給出了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)圖形界面的硬件和軟件設(shè)計(jì)方案。

1 功能需求
本文中的車(chē)載影音導(dǎo)航系統(tǒng)集導(dǎo)航、DVD播放、收音、倒車(chē)?yán)走_(dá)顯示、倒車(chē)后視等多功能于一體，采用圖形化界面顯示。為了方便用戶使用，系統(tǒng)采用按鍵和觸摸屏結(jié)合的操作方式。
本系統(tǒng)對(duì)圖形界面的功能需求主要分為兩大類(lèi)。
一類(lèi)是單純的用戶界面操作，如圖1所示。這一類(lèi)界面總體上是由窗口和按鈕組成，整個(gè)操作界面可以看成是一個(gè)窗口，窗口上有可供用戶操作的各種按鈕。從實(shí)現(xiàn)上看，圖形界面的窗口實(shí)際上是一個(gè)背景圖片，每個(gè)按鈕則至少由兩張圖片組成的：一張圖片用于表示正常顯示的按鈕，一張圖片用于表示選中時(shí)的按鈕顯示。那么整個(gè)界面就是由窗口圖片和按鈕圖片組合而成，最終送到顯示終端上的是一副完整拼接的圖片。圖1中，“設(shè)置”按鈕顯示當(dāng)前用戶點(diǎn)中了該按鈕。

另一類(lèi)圖形界面是在有播放視頻(如DVD播放)時(shí)，疊加在播放視頻上的按鈕，如圖2所示。從實(shí)現(xiàn)上看，這類(lèi)圖形界面上的每個(gè)按鈕仍然至少由兩張圖片組成。但是不同的是，這類(lèi)圖形界面最終送到顯示終端上的內(nèi)容由圖片和DVD視頻兩部分疊加而成。大多數(shù)DVD機(jī)芯輸出的視頻信號(hào)是CVBS(復(fù)合視頻信號(hào))或 YC，而圖片信息在系統(tǒng)中是以RGB的形式出現(xiàn)的，那么要實(shí)現(xiàn)這類(lèi)圖形界面就需要對(duì)DVD視頻進(jìn)行解碼，解碼后和圖片的RGB信息進(jìn)行疊加再輸出到顯示終端。圖2所示為DVD播放時(shí)，提供給用戶的操作按鈕。

2 硬件設(shè)計(jì)方案
為了實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)中的圖形用戶界面，采用雅馬哈公司的圖像處理芯片YGV629。同時(shí)為了滿足圖像處理的要求，系統(tǒng)的MCU使用意法半導(dǎo)體公司基于ARM7TDMI-S的32位RISC CPU STR750，STR750主頻最高可達(dá)60 MHz，具有16 KB的RAM，最大片內(nèi)Flash為256 KB。
2．1 YGV629
YGV629是一款圖像處理芯片，通過(guò)MCU控制其讀取存儲(chǔ)在Flash或ROM中的圖片數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)處理成RGB信號(hào)輸出。有兩種RGB信號(hào)輸出：模擬 RGB和數(shù)字RGB。輸出的行場(chǎng)時(shí)序有兩種方式，一種是YGV629自身產(chǎn)生的時(shí)序關(guān)系，此時(shí)芯片工作在內(nèi)同步模式下；另一種是根據(jù)外部輸入的視頻時(shí)序來(lái)生成輸出的視頻時(shí)序關(guān)系，此時(shí)芯片工作在外同步模式下。YGV629可以產(chǎn)生的終端顯示時(shí)序包括NTSC、PAL、VGA、QVGA、SVGA等，因此可以支持多種顯示終端設(shè)備。
YGV629對(duì)圖形界面中圖片的管理是通過(guò)圖層的方式，每個(gè)圖片占用1個(gè)圖層，最多可以有341個(gè)圖層，輸出圖片的RGB由這341個(gè)圖層疊加而成。每個(gè)圖層在整屏上的顯示由12字節(jié)的屬性數(shù)據(jù)確定，這些屬性數(shù)據(jù)決定每個(gè)圖層在整屏上的顯示位置、透明色、縮放比例、Alpha通道等。