文档介绍：基于 MB86H20 的嵌入式 GUI 框架的设计与实现

1 绪论
研究背景
在计算机和移动电话给人们带来全新的数字体验以后,数字电视开始引领传统家
电的数字革命,在拥有最多的电视用户的中国,这场革命刚刚开始。我国计划分 2005
年、2008 年、2010 年和 2015 年四个步骤来实现由模拟电视向数字电视的过渡,到 2015
年在国内将全面停止播放模拟电视节目。目前在亿个家庭里拥有 4 亿台彩电,因
此在今后 10 年内这些彩电肯定要更换成数字电视或安装机顶盒,所以我国今后将从一
个巨大的模拟电视机市场转变成海量的的数字电视市场[1]。
目前,数字电视产业发展迅猛,在国家广电总局的大力推进下,地面无线、直播
卫星、移动多媒体广播等领域的数字化进程,已经开始全方位地推进,并取得了重要
成果[2]。中国数字电视的用户已经突破 4500 万[2]。此外,自 2008 年以来,直播卫星
系统已经开始用于边远地区的信号覆盖工作。移动多媒体广播技术也成功地服务于北
京奥运会。
在数字电视的产业链中,数字电视机顶盒(STB)是一个既简单又复杂的消费类
终端产品。说其简单是因为生产出一个机顶盒是十分简单的,行业准入的成本也不是
十分高昂;说其复杂是因为要将机顶盒做得稳定可靠且功能强大,的确是一件十分复
杂繁琐的工作,特别是在软件系统方面,由于 STB 性能的局限性和使用的实时性,它
无法像 PC 那样可以支撑庞大的运行环境与程序,也缺乏完善的开发工具,这对软件
开发者而言是一件很具有挑战性的工作。STB 包括硬件系统和软件系统,其中软件系
统是机顶盒的灵魂,数字电视节目的接收、呈现以及其他业务的实现,都需要软件系
统来完成[3]。
据市场研究公司 In-Stat 最新发表的研究报告称,在经过 2004 年和 2005 年的应用
减缓之后,中国 STB 市场在 2006 年出现了突破性的一年。随着 STB 市场的高速增长,
中国数字有线电视用户数量在 2006 年年底达到了 1280 万。数字 STB 出货量达到了
997 万台,比上一年增长了三倍。
预计到 2011 年,中国数字 STB 市场销售收入将达到亿美元。互动式 STB
将成为中国数字 STB 市场最重要的部分。而到了 2012 年,保守预计中国数字有线电
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基于 MB86H20 的嵌入式 GUI 框架的设计与实现
视用户将达到 1 亿[4]。
随着 STB 在人们日常生活中日益广泛的使用,人们对于高性能嵌入式图形用户界
面(GUI)的要求也越来越迫切[11]。GUI 开发需求不断出现在嵌入式应用系统中,面向
嵌入式系统的 GUI 框架也开始流行。因此,嵌入式系统的关键技术——嵌入式 GUI
框架的研究有着十分重要的实际意义。
在当今竞争越来越激烈的数字化产业中,客户满意度日渐被众多芯片方案供应商
所重视,而针对软件技术的改进和嵌入式人机交互系统的开发是决定一款机顶盒产品
功能和市场前景的重要因素之一。如何利用有限的数字机顶盒的开发资源,设计一个
高效的 GUI 框架以缩短产品开发周期、提高用户满意度、并且在系统可移植性上更具
灵活性显得尤为迫切和重要。
研究目的和意义
一个操控简单、界面友好的图形用户界面(GUI)框架对于数字机顶盒(STB)
来说是一个十分重要的组成部分。GUI 框架的设计方式多种多样,但是如何选择一种
合适的、可扩展功能的架构并非易事,因为 GUI 框架基于特定化的芯片和特定化的底
层驱动层之上,因此采用类中间件的设计方式是一个比较可行的选择。但是,如果架
构定义不合理,却会反过来制约产品的设计工作,导致挫折、低效、低质量甚至失败。
此外,对于界面设计的合理性和便利性也是众多嵌入式软件企业和 STB 生产厂商所看
重的。
目前,STB 的 GUI 框架设计存在着以下问题:
1) 商用的 GUI 框架代码量大,提升了整体的应用设计成本,对于芯片厂商来说
无法取得自主知识产权。
2) GUI 设计周期长,不同产品间的 UI 设计很难共用,导致串行的产品开发过程
不能有效支持产品开发的迭代本质,项目的风险往往在后期集中爆发,导致
项目进度失控。
3) GUI 框架代码量过大,对于新增功能往往需要重新构建,代码重用性低,对
于存储资源有限的机顶盒产品是一个极大的挑战。
4) GUI 框架消息传递机制是人机交互的核心,采用效率较低的消息机制将占用
更多的系统资源,使得产品操控灵活性大大降低。
5) 对于嵌入式系统来说,GUI 的设计无法做到和 Windows