作者：Alexander Kalmuk和Alexander Kalmuk

嵌入式系統(tǒng)有望為智能產(chǎn)品提供越來(lái)越多的功能。這可以通過(guò)Linux輕松實(shí)現(xiàn)，Linux為您所需要的每種情況提供軟件。但是Linux需要相當(dāng)大的硬件資源，尤其是內(nèi)存，因此目標(biāo)平臺(tái)通常會(huì)很昂貴并且功耗很高。另一方面，現(xiàn)代微控制器（MCU）具有很多資源，足以應(yīng)付許多智能任務(wù)。使用Embox RTOS之類(lèi)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），該操作系統(tǒng)允許在包括MCU在內(nèi)的所有地方使用Linux軟件，開(kāi)發(fā)人員可以更輕松地開(kāi)發(fā)成本更低，功耗更低的智能設(shè)備。

在本文中，我們討論在運(yùn)行Embox RTOS的嵌入式MCU上啟動(dòng)基本的Qt應(yīng)用程序。我們使用兩個(gè)基于Cortex-M7的單核板（216MHz）：STM32F746g-Discovery和STM32F769i-Discovery，它們分別具有480×272和800×480屏幕分辨率的觸摸屏。

不久前，我們?cè)O(shè)法在STM32F746-Discovery [注1]上啟動(dòng)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Qt示例“ moveblocks”。但是我們想走得更遠(yuǎn)，用觸摸屏啟動(dòng)一個(gè)示例，我們選擇另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)示例``animatedtiles''。這是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的示例，即使在臺(tái)式機(jī)上也看起來(lái)很酷。它是交互式的，因此我們可以使用觸摸屏，并且看起來(lái)也像3D動(dòng)畫(huà)。

我們想了解STM32 MCU是否可以提供足夠的性能。我們不確定CPU的速度是否足以使該渲染場(chǎng)景平滑，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)，即使是刷新800×480顯示器的屏幕也是一項(xiàng)昂貴的操作[注2]。

建筑

首先，讓我們將應(yīng)用程序構(gòu)建為Embox的一部分。最簡(jiǎn)單的方法是為QEMU構(gòu)建應(yīng)用程序，這是一個(gè)開(kāi)放源代碼模擬器。使用QEMU意味著在這種情況下，我們不需要照顧內(nèi)存消耗。這將幫助我們確保所有必需的組件均可用。當(dāng)在QEMU上啟動(dòng)“動(dòng)畫(huà)”時(shí)，我們可以輕松地將必要的組件添加到STM32的配置文件中。

首次在目標(biāo)板上啟動(dòng)

我們?cè)谀繕?biāo)板STM32F746G-Discovery上成功地啟動(dòng)了“動(dòng)畫(huà)”，但是我們注意到只繪制了屏幕的上半部分。當(dāng)然，我們可以嘗試通過(guò)立即在板上進(jìn)行調(diào)試來(lái)解決問(wèn)題，但是有一種更簡(jiǎn)單的方法：我們可以首先在Linux環(huán)境中啟動(dòng)和調(diào)試示例。

在主機(jī)上調(diào)試

要運(yùn)行此示例并調(diào)試您的應(yīng)用程序，您需要Qt庫(kù)本身以及QVFB（它是提供虛擬屏幕的Qt應(yīng)用程序）。您可以按照官方文檔中的說(shuō)明構(gòu)建QVFB。

然后，您可以使用所需的屏幕分辨率（對(duì)于STM32F746G-Discovery為480×272）啟動(dòng)QVFB：

./qvfb-寬度480-高度272 -nocursor

您還應(yīng)該使用嵌入式配置文件（即帶有“ -embedded”選項(xiàng)）來(lái)構(gòu)建Qt庫(kù)。此選項(xiàng)旨在在沒(méi)有X11或現(xiàn)有圖形環(huán)境的情況下運(yùn)行Qt，將改用QWS（Qt窗口系統(tǒng)）。此外，我們禁用了其他一些不必要的選項(xiàng)和模塊。產(chǎn)生的配置行如下：

./configure -opensource -confirm-license -debug \ 
 -embedded -qt-gfx-qvfb -qvfb \ 
 -no-javascript-jit -no-script -no-scripttools \ 
  -no-qt3support -no-webkit -nomake演示- nomake的例子

最后，讓我們構(gòu)建并啟動(dòng)“動(dòng)畫(huà)”。構(gòu)建階段與Qt（qmake; make;）一樣。啟動(dòng)應(yīng)用程序時(shí)，應(yīng)指定QVFB作為顯示：

./examples/animation/animatedtiles/animatedtiles -qws -display QVFb：0

屏幕的上半部分顯示了相同的圖片。我們?cè)谠创a（examples / animation / animatedtiles / main.cpp）中發(fā)現(xiàn)，該應(yīng)用程序以“ view-> show（）”開(kāi)頭，這意味著不處于全屏模式。之后，我們完全相信屏幕的唯一上半部分用于顯示應(yīng)用程序。我們稍微修改了“動(dòng)畫(huà)”代碼，并添加了“ -fullscreen”選項(xiàng)。

在STM32F746-發(fā)現(xiàn)上啟動(dòng)

我們?cè)贓mbox中構(gòu)建了修改后的應(yīng)用程序，并檢查它是否已成功在QEMU上運(yùn)行。但是，當(dāng)我們?cè)谀繕?biāo)板上啟動(dòng)應(yīng)用程序時(shí)，我們收到了“內(nèi)存不足”錯(cuò)誤。這意味著我們的配置中的堆大小不足以容納應(yīng)用程序。我們決定在Linux中使用豐富的開(kāi)發(fā)工具來(lái)解決問(wèn)題，即估計(jì)所需的堆大小。

我們已經(jīng)從valgrind開(kāi)始了我們的應(yīng)用程序。Valgrind是用于內(nèi)存調(diào)試和性能分析的工具，Massif是堆分析器（它是Valgrind的一部分）。

$ valgrind --tool = massif --massif-out-file = animatedtiles.massif。/ examples / animation / animatedtiles / animatedtiles -qws -fullscreen 
$ ms_print animationtiles.massif> animationtiles.out

并發(fā)現(xiàn)該應(yīng)用程序需要的堆大小約為2.7 MB。

我們?cè)贓mbox配置中將堆大小設(shè)置為3 MB，然后再次開(kāi)始演示。它已在全屏模式下成功運(yùn)行。

在STM32F769I-Discovery上啟動(dòng)。

我們還想在類(lèi)似的板上嘗試該示例，但顯示更大。本示例使用的顯示分辨率為800×480的STM32F769I-Discovery。在這種情況下，僅16位彩色模式（800x480x2 = 768000）的幀緩沖區(qū)僅需要將近1MB，但是此板上有足夠的（16MB）外部SDRAM。因此，我們只需要估計(jì)堆的大小即可。

我們以新的分辨率（800×480）啟動(dòng)了QVFb：

$。/ qvfb-寬度800-高度480 -nocursor＆

并使用valgrind作為上一次：

$ valgrind --tool = massif --massif-out-file = animatedtiles.massif。/ examples / animation / animatedtiles / animatedtiles -qws -fullscreen 
$ ms_print animationtiles.massif> animationtiles.out

我們發(fā)現(xiàn)它大約需要6 MB。我們已經(jīng)設(shè)置了6 MB的堆大小，并在STM32F769I板上成功啟動(dòng)了“動(dòng)畫(huà)時(shí)間”。

圖1：Embox RTOS下STM32F769I-DISCOVERY板上的QT動(dòng)畫(huà)片段示例。（來(lái)源：Embox）

編輯：hfy