MiniGUI软件架构

 

MiniGUI从技术架构上包括几个模块：输入抽象层（IAL）、输出抽象层（GAL）、消息模块、窗口模块、图形设备接口模块（GDI）及MiniGUI组件。其架构图如下：

 

1. 图形抽象层和输入抽象层

 

在MiniGUI 3.0版本的开发中，引入了图形抽象层（Graphics Abstract Layer）和输入抽象层（Input Abstract Layer)的概念。抽象层的概念类似Linux内核虚拟文件系统的概念。它定义了一组不依赖任何特殊硬件的抽象接口，所有顶层的图形操作和输入处理都建立在抽象接口之上，而用于实现这一抽象接口的底层代码称为“图形引擎”或“输入引擎”，类似操作系统中的驱动程序。有了GAL和IAL，只需根据具体的硬件实现新的图形引擎和输入引擎，我们可以非常方便地将MiniGUI移植到其他平台上。

 

2. 图形设备接口（Graphics Device Interfaces, GDI）

 

图形设备接口基于图形抽象层，为窗口处理模块提供图形相关的接口，如绘制点线、填充矩形、输入文件等。在图形设备接口中还包含其他比较独立的子模块，如字体字符集支持，图像支持等结合相关算法生成字符或图像。

 

3. 消息处理模块（Messaging Module）

 

消息处理模块在IAL基础上，实现MiniGUI的消息处理机制，为上层提供了完备的消息管理接口，众所周知，几乎所有的GUI系统本质上都是事件驱动的，系统自身的运行及GUI应用的运行都依赖于消息处理模块。

 

4. 多窗口处理模块（Windowing Module）和控件（Control或Widget）

 

窗口处理模块基于图形设备接口和消息处理模块实现，该模块为应用程序提供了创建主窗口和控件基本接口，并负责维护控件类。控件类是用来实现控件代码重用的重要概念，利用控件类，我们可以创建属于某个控件类的多个控件实例，从而让这些控件实例使用同一个控件类代码。这样，我们就实现了类似C++的类和实例概念，从而可以最大程度上重复利用已有代码，并提高代码的可维护性。MiniGUI已经实现了常见的GUI控件，如静态框、按钮、编辑框、列表框、下拉框等。

 

5. 外观支持（Look & Feel）

 

外观支持模块是MiniGUI 3.0提出的最新模块，该模块提供上层应用程序的接口可用来定制MiniGUI窗口、控件的外观。在先前的版本中已经实现了主窗口和控件的定制功能，还没有被抽离出来形成独立的模块。只是实现了三种显示风格，分别为类似PC的三维风格（PC3D）、平板风格（FLAT）、流行风格（FASHION）。可以通过配制选项来选择使用。在MiniGUI 3.0中，主窗口和控件的外观可完全由应用程序自行定制，在创建窗口或控件时，指定外观渲染器（renderer）的名称，就可以让主窗口或控件具有各自不同的外观。

 

以上模块组成了MiniGUI的核心。在MiniGUI接口之上，我们还为应用程序提供了若干组件，这些组件为应用程序提供了某些特殊的功能特性：

 

a. mGi是MiniGUI的输入法组件，该组件目前提供了软键盘输入法和手写输入法框架，并提供给用户管理输入法的容器，通过这个容器，用户还可以添加自定义的输入法。

 

b. mGp是针对MiniGUI应用程序的一个打印组件，该组件使用户的MiniGUI应用程序具有打印输出功能。可以将MiniGUI程序中的位图和文字输出到打印机上。

 

c. mG3d是一个为MiniGUI应用程序提供了3D接口的组件，通过这些接口，用户可以应用程序添加三维图像、文件渲染、场景渲染等效果，从而具有三维效果的人机界面。

 

d. mGUtils mGPlusmGSkin等组件是基于MiniGUI 3.0版本，提供常见工具接口、高级图形接口、皮肤UI功能等。

 

MiniGUI运行模式

 

和Linux这样的类UNIX操作系统相比，一般意义上的传统嵌入式操作系统具有一些特殊性。举例来言，uC/OS-II、eCos、VxWork等操作系统，通常运行在没有MMU的CPU上，这时，往往没有进程的概念，而只有线程或任务的概念，这样，GUI系统的运行环境就大相径庭。为了适应不同的操作系统环境，我们可将MiniGUI配置成三种运行模式：

 

MiniGUI-Threads：运行在MiniGUI-Threads上的程序可以在不同的线程中建立多个窗口，但所有的窗口在一个进程或地址空间中运行。这种运行模式主要用来支持大多数传统意义上的嵌入式操作系统，比如VxWorks、ThreadX、Nucleus、OSE、pSOS、uC/OS-II、eCos等。当然，在Linux和uClinux上，MiniGUI也能以MiniGUI-Threads的模式运行。

 

MiniGUI-Processes：与MiniGUI-Threads相反，MiniGUI-Processes上的每个程序是单独进程，每个进程也可以建立多个窗口，并且实现了多进程窗口系统。MiniGUI-Processes适合于具有完整UNIX特性的嵌入式操作系统。

 

MiniGUI-Standalone：在这种运行模式下，MiniGUI可以以独立任务的方式运行，即不需要多线程也不需要多进程的支持，这种运行模式适合功能单一的应用场合。比如在一些使用uClinux的嵌入式产品中，因为各种原因而缺少线程支持，这时，就可以使用MiniGUI-Standalone来开发应用软件。

 

一般而言，MiniGUI-Standalone模式的适用面最广，几乎可以支持所有的操作系统；MiniGUI-Threads模式的适用面次之，可运行在支持多任务的实时嵌入式操作系统，或者具备完整UNIX特性的普通操作系统上；MiniGUI-Processes模式的适用面较小，它仅适用于具备完整UNIX特性的嵌入式操作系统，比如Linux。

 

不论采用哪种运行模式，MiniGUI都为上层应用软件提供了最大程序的一致性；只有少数几个涉及初始化的接口在不同运行模式上有所不同。