先進(jìn)的IDE支持富媒體嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的性質(zhì)在快速變化。該術(shù)語起源于此類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還是以嵌入方式安裝于用戶設(shè)備的年代。那時(shí)少有用戶界面，甚至根本沒有用戶界面以反映計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存在。能反映其存在的，最多也就是命令行顯示和一組實(shí)物按鈕而已。然而，隨著系統(tǒng)越來越精密，這種簡陋的用戶界面表現(xiàn)出越來越大的局限性，使得OEM更加趨向于部署更多的面向圖形的、基于屏幕的用戶界面，能通過一系列菜單或頁面更多地展現(xiàn)系統(tǒng)功能。

如今，用戶界面已不再僅僅是系統(tǒng)不可分割的一部分，而且還是系統(tǒng)的主要賣點(diǎn)之一。機(jī)動(dòng)車輛的電器和資訊娛樂裝置不斷朝著大型觸摸型顯示器發(fā)展，強(qiáng)調(diào)的不僅僅是圖形能力，而且還有底層軟件和操作系統(tǒng)的響應(yīng)能力。因此，對于富媒體用戶界面GUI而言，單純的追求功能和效用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。最終用戶還要求界面具有很強(qiáng)的吸引力。要做到這點(diǎn)，需要增加高性能的動(dòng)畫技術(shù)，形成活動(dòng)背景，并在視覺模式和菜單之間形成便捷的切換。

軟件復(fù)雜度越來越高

之所以趨向于視覺吸引，一部分原因是由于高性能32位處理器越來越多，造價(jià)也越來越低，而這類處理器又往往具有多核內(nèi)置式圖形處理器(GPU)。這些裝置可用來減少對CPU主線程資源的占用，使其可以更好地完成對實(shí)時(shí)事件和數(shù)據(jù)的處理。處理元素的增加加大了開發(fā)流程的復(fù)雜性,也使得多處理器已經(jīng)成為當(dāng)代開發(fā)項(xiàng)目的模式。

當(dāng)然，軟件復(fù)雜度越來越高，并不僅僅是因?yàn)槎鄠€(gè)處理器的存在造成的。以往使用文本型菜單樹狀結(jié)構(gòu)的用戶界面，較容易建立一套用戶界面對話。由于對話采用的是命令行顯示的模式化方式展現(xiàn)的，其信息可按照結(jié)構(gòu)化方式展示和檢索。而當(dāng)今的圖形密集型用戶界面則需要采取更具動(dòng)態(tài)性的方式。這種方式通常采用一種事件循環(huán)，并要求具備多線程條件來保證不會影響對用戶界面的處理。

用戶實(shí)際上可以在任何時(shí)間，通過多種渠道完成更新。例如，觸摸式系統(tǒng)可能不只是接受虛擬按鈕的按壓和滾屏移動(dòng)，而且還需要識別多種不同的手勢。而這些手勢因當(dāng)時(shí)正在運(yùn)行的應(yīng)用的類型不同，意義也會各有差別。這些手勢可能是由在主處理器上運(yùn)行的軟件負(fù)責(zé)分析，也可能是由專用觸摸界面裝置配套的軟件負(fù)責(zé)分析。無論其來源如何，手勢及其它輸入都需要立即處理，并傳送到正確的流程上。

從零開始建立一套工作系統(tǒng)，需要大量的元件。元件類型多種多樣，從使處理器在接入的顯示器上顯示像素的核心圖形驅(qū)動(dòng)器，到圖形、音像庫，直至界面設(shè)計(jì)工具等。即使對編程技術(shù)所知甚少的用戶界面設(shè)計(jì)專家，也能設(shè)計(jì)出魅力四射的界面。對于桌面編程人員而言，上述要求已經(jīng)夠難實(shí)現(xiàn)了。

而更大的難題在于，還需要具有交叉編譯功能的有效工作流程，才能將工作二進(jìn)制文件傳送給嵌入式目標(biāo)平臺。每一套開發(fā)、編譯、鏈接、部署和測試環(huán)節(jié)都要消耗大量的時(shí)間。

對于當(dāng)前處于開發(fā)期的眾多嵌入式系統(tǒng)而言，連通性也是一項(xiàng)必須考慮的問題。嵌入式系統(tǒng)不僅要求能夠在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)，而且還要能存儲和操縱需由服務(wù)器在云端同步的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。SQL等數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)及XQuery和JSON等配套網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為在線數(shù)據(jù)源提供了必要的連接。但這些也都是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)商必須置入其目標(biāo)平臺之中的附加模塊。

而所有嵌入式項(xiàng)目都禁止通過低級組件執(zhí)行上述功能。因此，合理選擇含有用戶界面創(chuàng)建、裝置部署和連接所需高級框架和工具的軟件堆棧，就成了新建嵌入式項(xiàng)目的其中一項(xiàng)重大決策。然后，再以軟件堆棧的具體要求為條件選擇硬件。

采用Linux框架建設(shè)的軟件環(huán)境已成為嵌入式系統(tǒng)的有效平臺。其中之一是安卓系統(tǒng)。安卓原為谷歌專為移動(dòng)電話和平板電腦開發(fā)的系統(tǒng)，但現(xiàn)在越來越多地應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)及Yocto等嵌入式Linux分布系統(tǒng)。這些平臺可隨時(shí)支持多數(shù)移動(dòng)和桌面游戲使用的OpenGL等三維圖形界面，同時(shí)還有HTTP和 TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)。但這些系統(tǒng)仍然需要組裝并提供給開發(fā)商使用。

利用有效的IDE優(yōu)化工作流程

隨著集成開發(fā)環(huán)境(IDE)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)兼顧到越來越復(fù)雜的平臺支持問題，使應(yīng)用開發(fā)商看不到其中的很多復(fù)雜情況。桌面和移動(dòng)環(huán)境已經(jīng)引入了眾多技術(shù)，不斷降低高度動(dòng)畫性的用戶界面的開發(fā)難度。只需合理的技能和經(jīng)驗(yàn)，就可將其應(yīng)用于嵌入式環(huán)境中。

這類IDE的其中一項(xiàng)重要因素，是能同時(shí)支持桌面和嵌入式兩種環(huán)境。這樣一來，很多的應(yīng)用邏輯和用戶界面都可以直接在桌面環(huán)境下就地開發(fā)，然后移植到嵌入式對象上進(jìn)行性能和最終測試。隨著軟件工程越來越多地傾向于快捷型開發(fā)過程，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)也越來越需要一種能支持快速成型的工作流程。

通過桌面設(shè)備在對象上模擬界面的虛擬幀緩沖等技術(shù)，無須反復(fù)部署和在實(shí)際對象上進(jìn)行測試，即可確保圖形和動(dòng)畫技術(shù)在目標(biāo)平臺上被有效使用?；谧烂娴挠脩艚缑骈_發(fā)，能實(shí)現(xiàn)快速成型，支持潛在客戶和用戶的驗(yàn)收測試，確保最終產(chǎn)品能取得市場成功。

跨平臺開發(fā)的另一個(gè)關(guān)鍵，是具有統(tǒng)一的平臺API，該API由開放源Qt類庫提供。經(jīng)過十多年的發(fā)展，Qt已經(jīng)建立了完善成熟的跨平臺代碼類庫，并針對桌面、移動(dòng)和嵌入式對象項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化。多年以來，Qt不僅在移動(dòng)電話中得到廣泛應(yīng)用，而且還不斷應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、機(jī)頂盒及汽車資訊娛樂和儀表盤系統(tǒng)。

Qt Creator

Qt Creator是支持媒體密集型嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的IDE之一。它是不久前推出的Qt Enterprise Embedded (Qt企業(yè)嵌入式)環(huán)境的其中一部分。Qt Creator可實(shí)現(xiàn)開發(fā)商桌面本地執(zhí)行與開發(fā)對象項(xiàng)目之間的輕松切換，縮短了編輯-編譯-調(diào)試周期;同時(shí)設(shè)有內(nèi)置的裝置調(diào)試，確保開發(fā)商能在對象項(xiàng)目上使用與本地環(huán)境內(nèi)部相同的調(diào)試功能。

Qt Creator頂面為建立圖形密集型嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)所需的整套框架，可選用的技術(shù)從HTML5等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，直至C++等高性能原生語言。

HTML5具有廣為用戶界面和富媒體開發(fā)商所用的優(yōu)勢。JavaScript語言建立在廣泛應(yīng)用回調(diào)功能的事件驅(qū)動(dòng)界面理念上，對于此類開發(fā)項(xiàng)目而言，要比C++更加直觀。不過，HTML5往往會耗用大量資源，而且不能保證每次都能在用戶界面上實(shí)現(xiàn)流動(dòng)性能。

Qt Enterprise Embedded包括Qt Quick技術(shù)。該技術(shù)采用由下至上結(jié)構(gòu)，能形成高性能的流暢用戶界面。使用原生C++類庫和OpenGL ES，通過GPU和CPU上的一個(gè)獨(dú)立線程來完成圖形渲染。對于開發(fā)者而言，Qt Quick提供了一種高級的聲明性語言QML，它能縮短開發(fā)周期，同時(shí)方便與用戶界面設(shè)計(jì)師配合工作。

Qt Enterprise Embedded的其它擴(kuò)展還有廣泛的SQL支持功能?？赏ㄟ^XQuery和JSON等標(biāo)準(zhǔn)的面向Web型接口，同時(shí)接入本地?cái)?shù)據(jù)庫和基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫。

由于該富媒體環(huán)境可選用很多種技術(shù)，Qt Creator提供的框架可建立自定義的本地型編輯器，使企業(yè)能夠創(chuàng)建高效的開發(fā)系統(tǒng)，用于支持其自有的優(yōu)化技術(shù)選擇，確保順利遷移到高級嵌入式應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目中。

隨著嵌入式系統(tǒng)不斷引入了更加先進(jìn)的用戶界面，開發(fā)技術(shù)也隨之不斷變化。先進(jìn)的IDE支持能確保這一演變不僅便于管理，而且其創(chuàng)建的應(yīng)用也能針對目標(biāo)系統(tǒng)不斷優(yōu)化。