2018年12月19日 | 技术文章——嵌入式GUI

随着手机、智能手表等便携式设备的普及，用户对GUI的要求越来越高，嵌入式系统对GUI的需求也越来越迫切，本文将为大家介绍一个轻型、占用资源少、高性能、高可靠、便于移植、可配置及美观的GUI编程框架。

一、什么是嵌入式GUI？

图形用户界面（Graphical User Interface，简称 GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。嵌入式GUI即在嵌入式设备上使用显示屏去显示操作界面，主要用来与用户互动。

二、市面上常见的GUI

当前市面上主流的嵌入式 GUI 主要有：emWin（uCGUI），TouchGFX，Embedded Wizard GUI，以及QT。

TouchGFX 是这两年才发布的嵌入式 GUI，以界面华丽，流畅以及强劲的 TouchGFX Designer著称。美中不足的是 TouchGFX 是要收费的。

Embeded Wizard GUI 也是这两年才发布的嵌入式 GUI，同样以华丽，流畅的界面和强劲的GUIBuilder 著称。独创 Chora 界面编程语言，让大家的界面编程极其简单，GUIBuilder 上面含有非常多的控件，皮肤和主题供用户选择，且支持调试。 美中不足的是 Embeded Wizard GUI 也是要收费的。

emWin 属于老牌的嵌入式 GUI 了，有着十几年的历史，软件架构和功能比较成熟了。但是做出来比较炫的效果非常麻烦，且不支持较为复杂的控件。

QT是是一个1991年由Qt Company开发的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架。目前使用Linux操作系统的GUI设计大多数是基于QT开发的。

以下是各种GUI对比表：

三、AWTK使UI像iPhone一样

AWTK是ZLG集团旗下致远电子开源的GUI引擎，其寓意有两方面：

AWorks Toolkit：AWorks平台内置GUI

Toolkit AnyWhere：为嵌入式、手机和PC打造的通用GUI

AWUI-js为用户提供分离界面设计和逻辑的框架，AWStudio提供嵌入式组态软件和云组态开发环境。美工可以直接在AWStudio组态软件中进行精美的界面设计，让研发工程师专注于控制逻辑的应用程序。

AWTK的主要特点：

1. 具有Qt的跨平台

支持AWorks嵌入式低端、中端和高端各个平台开发；

支持Linux桌面软件开发；

支持MacOS桌面软件开发；

支持Windows桌面软件开发

支持Web App开发；

1. 具有emWin的小巧高效

AWTK的小并非真的小，而是它可以很小。这主要得益于：

灵活的架构

通常鱼和熊掌不兼得，功能强大和代码体积相互矛盾，AWTK要在嵌入式的低端，中端和高端平台上运行，要在Android/iOS上运行，要在PC甚至Web上运行，光靠小是不行的，灵活的架构才能 让它可小可大。

高效的数据格式

AWTK的主题数据和界面描述数据，在开 发时使用XML格式，运行时则编译成二进制的常量，故无需解析和内存分配。图片和字体也可以预先解码并编译成常量，运行时直接从FLASH读取，无需解码和内存分配。所以 AWTK在内存很小的平台仍然可以正常运行。

保守的设计。

由俭到奢易，由奢到俭难。在设计控件时尽量保守，降低对底层硬件的要求。AWTK可以在低端嵌入式平台上运行。 这些平台典型的配置是32K RAM，512K Flash和低于100M主频。

1. 快

AWTK的快主要得益于：

硬件加速

AWTK抽象了硬件加速接口，目前支持 STM32的G2D、NXP的PXP和GPU(OpenGL/OpenGLES)，充分挖掘硬件的性能。

缓存绘制

播窗口动画前，预先绘制窗口到缓存，播放动画(平移/弹出动画)时只是纯粹内存拷贝，运行效率到达极致。

高效的数据格式

主题数据和UI数据以高效的二进制格式存储，使用时无需解析和内存分配，创建窗口可在瞬间完成。

脏矩形算法

启用脏矩形算法，每次只绘制变化的部分，提高运行效率并降低功耗。

在IM287A的Linux系统上，Qt打开一个窗口需要3秒以上，AWTK则瞬间以超过40FPS的动画打开窗口(如果使用3FB，可以轻松达到60FPS)。

1. 具有TouchGfx/Embedded Wizard的酷炫

支持现代GUI常见特性：

窗口动画

支持平移、弹出、缩放和淡入淡出等动画。

控件动画

支持移动、缩放、翻转、值变化和淡入淡出等动画。

动画支持缓动作效果

支持加速、减速和弹跳等数十种效果，亦可以自定义想要的效果。

支持滑动

ListView/SlideView/Selector/Switch等控件支持滑动效果。

支持游戏引擎常见功能

帧动画、骨骼动画(TODO)和粒子效果(TODO)。

主题支持全局和窗口两种方式

轻松定制控件的外观效果，而无需要改变系统的主题。

分离界面描述文件

开发时采用XML格式描述，运行时编译成二进制格式。分离界面方便了开 发，而又无运行时的开销。

1. 稳定

通过良好的架构设计和编程风格、单元测试、动态(valgrind)检查和Code Review保证其运行的稳定性。

1. 完全开源，商用免费

开放全部源码；

商业应用免费；

没有阴谋，放心使用，不要想多了。但我们会为ZLG集团的客户提供更好的服务和支持。

AWTK，使UI像iPhone一样！

M1052跨界核心板板载Cortex-M7的RT1050处理器，既具备MPU的强劲处理性能，又兼顾MCU微控制器的简单易用与实时性优势！

最高支持1366*768分辨率LCD，集成电容触摸驱动，并预装AWorks 实时操作系统，让触控更稳定顺畅。