1、概述

　　英創(chuàng)公司推出的ESM8000主板搭載了NXP i.MX8M Mini Quad 64位異構(gòu)處理器，包含了一顆主頻1.6GHz的四核ARM Cortex-A53和一顆主頻400MHz 的ARM Cortex-M4，同時(shí)還搭配了GPU（圖形處理單元）和VPU（視頻處理單元），對于嵌入式應(yīng)用來說性能已經(jīng)非常強(qiáng)勁了。ESM8000主板上預(yù)裝的系統(tǒng)為Linux-5.4.47，為了支持圖形用戶界面，使用了Wayland作為主板的窗口系統(tǒng)，并移植了基于Wayland的Qt，讓用戶可以通過Qt來開發(fā)圖形界面。

　　Wayland可以看作是X11窗口系統(tǒng)的優(yōu)化升級版本，按照目前的趨勢會逐漸替代X11成為Linux系統(tǒng)最主流的窗口系統(tǒng)。他們之間最明顯的區(qū)別是Wayland使用Wayland Compositor替代了X11中的X Server和Compositor，將這兩部分合二為一，從而省去了很多不必要的繁瑣步驟，提高了整個(gè)窗口系統(tǒng)的效率，可以參考下面的示意圖：

X11結(jié)構(gòu)示意圖　　　　　Wayland結(jié)構(gòu)示意圖

　　Wayland還是采用的服務(wù)器-客戶端模式，同時(shí)提供了一套完整的協(xié)議定義圖形用戶界面和輸入設(shè)備管理。其中Wayland Compositor既要負(fù)責(zé)繪制窗口，同時(shí)也作為Server端，我們在ESM8000主板中已經(jīng)移植了Wayland官方推薦的Weston（輕量級Wayland Compositor）。Weston會同時(shí)啟動一些Client，它們會負(fù)責(zé)系統(tǒng)全局的界面，比如窗口管理，繪制界面等操作。通過Client能夠方便的繪制、移動、管理圖形窗口，獲取鼠標(biāo)鍵盤等輸入事件。在實(shí)際開發(fā)的過程中，可以選擇通過Client自己繪制，或是在Client上通過更高層的如Qt，GTK+這些widget庫等進(jìn)行繪制。當(dāng)繪制完后Client會通知Weston執(zhí)行渲染操作，而ESM8000內(nèi)部有一個(gè)GPU圖形處理模塊（支持OpenGL ES 2.0），Weston會自動調(diào)用內(nèi)部的GPU對圖形渲染進(jìn)行加速，這樣能夠有效的降低CPU負(fù)載。對于Wayland這里就不做過多的介紹了，感興趣的客戶可以參考：https://wayland.freedesktop.org/查看詳細(xì)的資料。

　　ESM8000主板上移植了Qt 5.15.0，根據(jù)上面的描述可以了解到，Qt能夠作為Wayland的Client端進(jìn)行繪制。所以我們推薦用戶在開發(fā)中直接使用Qt進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)，這樣開發(fā)應(yīng)用程序更加快捷而且能夠容易的獲得統(tǒng)一的顯示效果。同時(shí)得益于Weston對ESM8000主板GPU的支持，在主板上運(yùn)行的Qt程序也能夠通過GPU對圖形渲染進(jìn)行加速。在ESM8000主板上支持標(biāo)準(zhǔn)的Qt C++編程以及QML腳本編程，用戶可以按照習(xí)慣選擇熟悉的方式來進(jìn)行開發(fā)。下面我們就以一個(gè)使用C++編程的簡單界面來演示ESM8000主板上Qt程序的顯示效果。

2、Qt應(yīng)用程序開發(fā)簡介

　　首先我們通過QtCreator創(chuàng)建一個(gè)Qt Widgets Application，根據(jù)實(shí)際情況選擇路徑以及構(gòu)建套件（Kit），這里選擇ESM8000的版本，如下圖所示：

　　工程生成以后，會自動生成Widget類以及必要的C++代碼，我們可以在ui文件中，選擇拖入一些控件來查看效果，示例中主要加入了按鈕（pushButton）、下拉菜單（comoBox）以及顯示文字的標(biāo)簽（label）：

　　在主板上運(yùn)行效果如下：

　　界面中最上面的工具欄是Weston自帶的weston-desktop-shell顯示的，用于負(fù)責(zé)界面全局窗口的管理（本質(zhì)上還是一個(gè)Wayland Client）。如果不需要顯示這個(gè)工具欄，在/etc/xdg/weston/weston.ini文件中增加對shell的配置，就可以去掉這個(gè)工具欄，如下圖：

　　保存該文件后重啟Weston就可以了：

　　#> systemctl restart weston@root

　　重新設(shè)置后，顯示效果如下：

　　如果需要窗口全屏，并且不想留下Widget的窗口控制欄，可以對Widget進(jìn)行全屏設(shè)置，代碼如下：

MainWindow w;  
w.showFullScreen();  
w.show();

　　顯示效果如下：

　　關(guān)于Qt的編程，在Qt的官網(wǎng)上也有詳細(xì)的說明和文檔，感興趣的客戶可以參考https://doc.qt.io/qt-5/qtexamplesandtutorials.html。

3、總結(jié)

　　從本文的介紹中，可以看到通過傳統(tǒng)的Qt C++的方式進(jìn)行編程，對于嵌入式應(yīng)用來說已經(jīng)可以滿足大部分常規(guī)的界面設(shè)計(jì)需求，Qt常用的控件都能夠直接支持（如示例中按鈕、下拉菜單等）。

　　但是目前應(yīng)用中比較多使用到的視頻監(jiān)控等內(nèi)容，由于要涉及到解碼等操作因此需要使用VPU（視頻處理單元），而Qt中提供的C++類qtmultimedia因?yàn)闊o法調(diào)用VPU，會自動采用軟件解碼，這樣會導(dǎo)致效率很低并且占用大量CPU資源。所以這時(shí)需要使用到QML或者在C++代碼中調(diào)用gstreamer來進(jìn)行處理，這部分操作我們會在后續(xù)的文章中詳細(xì)說明。