DirectFB

引 言

    在嵌入式GUI中需要实现多图形功能,包括图形绘制以及拷贝等。其中的许多功能需要进行大量的数据传递(如图形拷贝),或者需要进行大量的数值运算(如画 样条曲线)。如果这些功能都由纯软件实现的话,会占用大量的CPU时间并且需要传递大量的数据,从而影响了图形性能。许多显卡芯片带有图形处理器,能够从 硬件上实现一部分图形功能。支持硬件加速的图形库可以通过图形处理器实现这些图形功能,从而减轻了CPU的负担并减少了数据在总线上的传输时间,提高了图 形性能。

    本文就如何实现DirectFB的图形加速功能做了详细的介绍,并将实现之后在性能上得到的改进与实现之前做比较,说明DirectFB在优化嵌入式系统GUI上的作用。

    1 DirectFB体系结构

    1.1 DirectFB简介

    DirectFB项目是由德国Convergence公司推动的Open source计划的一部分,它是专门为满足嵌入式设备要求而开发的小巧、强大、灵活和易于使用的图形系统,并且试图成为一个建构于Linux Framebuffer Device之上的新图形标准。它在FrameBuffer的基础上提供了图形加速、输入设备处理提取、透明窗口和多重显示层的功能,能够对嵌入式系统GUI有较好的支持。与那些通用的嵌入式GUI系统相籉占涫迪帧U庋 DirectFB就可以对它支持的图形处理器提供最大限度的硬件图形加速。上层APl支持DirectFB的有:XdirectFB、 DirectFBGL、GTK+、DFBTerm、DFBSee、DFBPoint、MythTV、Qt on DirectFB、SDL等。

    (2)DirectFB访问输入设备

    DirectFB使用Linux内核提供的标准设备接口访问输入设备,而不是直接访问输入硬件。具体的结构如图1所示。

    2 DirectFB加速驱动原理

    本节结合笔者的硬件平台来说明如何实现DirectFB加速驱动,笔者所用的平台是MPC8540,图形处理器是Fujitsu MB86296。 要实现DirectFB加速驱动,需要有以下几个模块:系统、图形加速器、屏幕及图层。其中系统是指帧缓冲和硬件管理。DirectFB支持的系统有 dev/fb、osx、sdl、xll、/dev/mem等。系统可以在DirectFB应用程序配置文件directfbrc中配置。屏幕是指输出设 备,如LCD。图层代表独立的图像缓冲区,一般是在显示的时候自动由硬件融合,硬件一般采用alpha技术融合。图层数量的多少取决于图形处理器,一般复杂的图形处理器都支持多层显示。一层内容的改变不影响其他层的内容。

    DirectFB驱动的几点基本要素是:

    ①必须赋给驱动一个唯一的名字并且用如下宏实现:DFB_GRAPHICS_DRIVER(MB86296)。
    ②上面的宏需要定义6个函数供DirectFB Core使用,即初始化/关闭驱动、初始化/关闭加速重获驱动元数据。
    ③在驱动中需要实现的函数有以下6个。

    a)static int dnver_probe(GraphicsDevice*device);如果系统支持某种硬件此函数应该返回非零值,它用DirectFB Core来探测哪个驱动支持系统硬件。

    b)static void driver_get_info(GraphicsDevice *device, GraphicsDriverInfo *info);些函数用来设驱动信息?lank">init_driver (GraphicsDevice *device, GraphicsDeviceFuncs *funcs, void *driver_data, void *device_data, CoreDFB *core);

    初始化驱动。在成功获得所有需要的资源后驱动应该注册屏幕和层。同时也需要通过funcs返回硬件加速函数列表。实现方式如下所示。

    初始化硬件。通过GraphicsDevicelnfo*device_info设置由硬件支持的加速能力,例如Blit/Draw。具体实现如下:实现关闭驱动时需要做的工作。

    3 加速性能测试

    通过笔者编写的驱动程序和DirectFB官方加速测试程序df_dok,可以看出加速与否对应用程序运行速度的影响。下面是没有实现图形加速能力的测试结果。

    由上面测试结果比较可以看出,实现了加速能力后的DirectFB可以大大

作者: BinChengfei   发布时间: 2010-09-08