嵌入式GUI分析詳解
時間：2021-03-31 來源：原創
隨著手機、智能手表等便攜式設備的普及，用戶對GUI的要求越來越高，嵌入式系統對GUI的需求也越來越迫切，本文將為大家介紹一個輕型、占用資源少、高性能、高可靠、便于移植、可配置及美觀的GUI編程框架。
一、什么是嵌入式GUI?
圖形用戶界面(Graphical User Interface，簡稱 GUI，又稱圖形用戶接口)是指采用圖形方式顯示的計算機操作用戶界面。嵌入式GUI即在嵌入式設備上使用顯示屏去顯示操作界面，主要用來與用戶互動。
二、市面上常見的GUI
當前市面上主流的嵌入式 GUI 主要有：emWin(uCGUI)，TouchGFX，Embedded Wizard GUI，以及QT。
TouchGFX 是這兩年才發布的嵌入式 GUI，以界面華麗，流暢以及強勁的 TouchGFX Designer著稱。美中不足的是 TouchGFX 是要收費的。
Embeded Wizard GUI 也是這兩年才發布的嵌入式 GUI，同樣以華麗，流暢的界面和強勁的GUIBuilder 著稱。獨創 Chora 界面編程語言，讓大家的界面編程極其簡單，GUIBuilder 上面含有非常多的控件，皮膚和主題供用戶選擇，且支持調試。 美中不足的是 Embeded Wizard GUI 也是要收費的。
emWin 屬于老牌的嵌入式 GUI 了，有著十幾年的歷史，軟件架構和功能比較成熟了。但是做出來比較炫的效果非常麻煩，且不支持較為復雜的控件。
QT是是一個1991年由Qt Company開發的跨平臺C++圖形用戶界面應用程序開發框架。目前使用Linux操作系統的GUI設計大多數是基于QT開發的。
以下是各種GUI對比表：
三、AWTK使UI像iPhone一樣
AWTK是ZLG集團旗下致遠電子開源的GUI引擎，其寓意有兩方面：
AWorks Toolkit：AWorks平臺內置GUI
Toolkit AnyWhere：為嵌入式、手機和PC打造的通用GUI
AWUI-js為用戶提供分離界面設計和邏輯的框架，AWStudio提供嵌入式組態軟件和云組態開發環境。美工可以直接在AWStudio組態軟件中進行精美的界面設計，讓研發工程師專注于控制邏輯的應用程序。
AWTK的主要特點：
具有Qt的跨平臺
支持AWorks嵌入式低端、中端和高端各個平臺開發;
支持Linux桌面軟件開發;
支持MacOS桌面軟件開發;
支持Windows桌面軟件開發
支持Web App開發;
具有emWin的小巧高效
AWTK的小并非真的小，而是它可以很小。這主要得益于：
靈活的架構
通常魚和熊掌不兼得，功能強大和代碼體積相互矛盾，AWTK要在嵌入式的低端，中端和高端平臺上運行，要在Android/iOS上運行，要在PC甚至Web上運行，光靠小是不行的，靈活的架構才能 讓它可小可大。
高效的數據格式
AWTK的主題數據和界面描述數據，在開 發時使用XML格式，運行時則編譯成二進制的常量，故無需解析和內存分配。圖片和字體也可以預先解碼并編譯成常量，運行時直接從FLASH讀取，無需解碼和內存分配。所以 AWTK在內存很小的平臺仍然可以正常運行。
保守的設計。
由儉到奢易，由奢到儉難。在設計控件時盡量保守，降低對底層硬件的要求。AWTK可以在低端嵌入式平臺上運行。 這些平臺典型的配置是32K RAM，512K Flash和低于100M主頻。
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。
緩存繪制
播窗口動畫前，預先繪制窗口到緩存，播放動畫(平移/彈出動畫)時只是純粹內存拷貝，運行效率到達極致。
高效的數據格式
主題數據和UI數據以高效的二進制格式存儲，使用時無需解析和內存分配，創建窗口可在瞬間完成。
臟矩形算法
啟用臟矩形算法，每次只繪制變化的部分，提高運行效率并降低功耗。
在IM287A的Linux系統上，Qt打開一個窗口需要3秒以上，AWTK則瞬間以超過40FPS的動畫打開窗口(如果使用3FB，可以輕松達到60FPS)。
具有TouchGfx/Embedded Wizard的酷炫
支持現代GUI常見特性：
窗口動畫
支持平移、彈出、縮放和淡入淡出等動畫。
控件動畫
支持移動、縮放、翻轉、值變化和淡入淡出等動畫。
動畫支持緩動作效果
支持加速、減速和彈跳等數十種效果，亦可以自定義想要的效果。
支持滑動
ListView/SlideView/Selector/Switch等控件支持滑動效果。
支持游戲引擎常見功能
幀動畫、骨骼動畫(TODO)和粒子效果(TODO)。
主題支持全局和窗口兩種方式
輕松定制控件的外觀效果，而無需要改變系統的主題。
分離界面描述文件
開發時采用XML格式描述，運行時編譯成二進制格式。分離界面方便了開 發，而又無運行時的開銷。
穩定
通過良好的架構設計和編程風格、單元測試、動態(valgrind)檢查和Code Review保證其運行的穩定性。
完全開源，商用免費
開放全部源碼;
商業應用免費;
沒有陰謀，放心使用，不要想多了。但我們會為ZLG集團的客戶提供更好的服務和支持。
AWTK，使UI像iPhone一樣!
