毕业设计（论文）-嵌入式中文拼音输入法的设计.doc

嵌入式中文拼音输入法的设计 嵌入式中文拼音输入法的设计嵌入式中文拼音输入法的设计 摘 要 计算机技术发展到今天，嵌入式系统在各行各业的应用越来越广泛，可以 说嵌入式计算机的应用在数量上远远超过了各种通用计算机。嵌入式系统是继 IT 网络技术之后，又一个新的技术发展方向。由于嵌入式具有体积小、性能强、 功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出特征，目前已经广泛的应用于军事 国防、消费电子、网络通讯、工业控制等各个领域。随着计算机技术和通信技 术的发展，嵌入式系统的研究与开发也有着越来越重要的实际意义。 嵌入式系统的开发以成为新的行业热点。将嵌入式应用至工业控制类产 品中，并开发出优秀的人机交互界面，是嵌入式发展的趋势，拥有广阔的市场 前景。近年来的市场需求显示越来越多的嵌入式系统包括 PDA 机顶盒 /DVD/VCD/播放机 WAP 手机均要求提供一个方便简洁的可视化操作界面，而 这些都要求有一个高性能稳定可靠的图形用户界面来提供支持。国内用户对支 持中文输入法的轻量级 GUI 的需求也日益迫切。 本文首先概述了嵌入式系统概念、组成及用户界面的发展情况，接着指出 嵌入式系统下的图形用户界面具有轻型、占用资源少、高性能、高可靠性、可 配置等特点。其次详细阐述了技术上涉及到的问题：选择合适的图形用户界面 开发软件平台，并且进行环境搭建；利用 QT 中的库函数设计开发了一个带有 软键盘的中文输入法。 关键词：中文输入法，软键盘，嵌入式 Linux，Qt 嵌入式中文拼音输入法的设计 II Embedded Chinese Input Method ABSTRACT With the rapid development of computer technology, embedded system is more and more widely used. By now, embedded computer system is much more than common computer in quantity. Embedded system is a new direction of technology development after IT network technology. With the prominent advantages of small volume, powerful performance, low power dissipation, high reliability and special purpose, embedded system is widely used in fields of national defense, consume electronic, network communication, industry control and so on. With the development of computer and communication technology, research and development of embedded system are more and more useful. The development of embedded system has become a new hotspot in the business. Applying embedded system in industrial production of control class and developing outstanding human-computer interaction are the development trends of flush type and these will have wide market prospect, In recent years, market demand shows that more and more embedded system, such as PDA STB, DVD/VCD players, WAP mobile phone and so on, require to be supported by a convenient and visual controlling interface or a functional Web explore. And all of these need to be supported by a stable and credible GUI with high performance. First the thesis outlines the history of embedded system and user interface, and then the paper compares several GUI technologies under embedded system, pointing out the difference of GUI on embedded systems, that is lightness, less resource requirement, quicker response, high reliability and easy configuration. Second, this paper mainly involves several technical aspects, and those are selecting appropriate geometric user interface for software developing platform. Finally, through these techniques of QT, the paper designed and developed contacts with a 嵌入式中文拼音输入法的设计 III soft keyboard module. Key words：Chinese input method; Soft-Keyboard; QT; Embedded Linux 目录目录 1 1 绪论绪论3 3 1.2 课题的目的与意义 2 1.3 国内外研究现状与发展动态 3 1.4 可行性分析 3 1.5 主要工作 4 2 2 嵌入式系统综述嵌入式系统综述4 4 2.1 嵌入式的发展历史 4 2.2 嵌入式实时操作系统概况 5 2.3 嵌入式系统发展的趋势 6 3 3 嵌入式嵌入式 LINUXLINUX 平台开发的理论基础平台开发的理论基础8 8 3.1 嵌入式 LINUX概述 .8 3.2 嵌入式 LINUX的特点 .8 3.3 LINUX嵌入式系统开发平台9 3.4 嵌入式 LINUX的发展及应 10 4 4 嵌入式使用的数据库嵌入式使用的数据库1010 5 5 嵌入式图形系统嵌入式图形系统1212 5.1 GUI 在嵌入式 LINUX系统中的地位.12 5.2 嵌入式系统 GUI 的实现方法 .12 6 6 QT/EQT/E 开发境的构建开发境的构建1313 6.1 安装集成开发环境 .13 6.2 编译 X86 平台 QT/E 库 14 6.3 编译 ARM 平台 QT/E 库 15 6.4 配置 QTCREATOR环境.15 6.4 下载 ARM 平台库至目标板 .17 7 7 中文输入法的原理中文输入法的原理 1818 6.1 拼音输入法处理流程图 .18 7.2 拼音输入法原理详述 .19 8 8 中文输入法的界面设计中文输入法的界面设计 2020 8.1 软键盘窗口的设计 .20 8.2 软键盘窗口界面 .22 嵌入式中文拼音输入法的设计 IV 8.3 输入法初始界面 .22 9 9 输入法字库设计输入法字库设计2323 9.1 数据库的设计 .23 9.2 添加汉字 .24 1010 中文输入法实现中文输入法实现 2424 10.1 软键盘内部实现 24 10.2 事件处理与汉字匹配 25 10.3 显示汉字 25 10.3 运行效果 26 结结 论论2727 致致 谢谢2828 参考文献参考文献2929 嵌入式中文拼音输入法的设计 V 1 绪论 目前，3G 技术盛行，嵌入式系统的性能有了大弧度提高，应用领域也越来 越广泛，以 LCD 和数字键盘实现的人机交互式界面在智能终端中广泛采用。在 不同的应用场合，对人机界面的要求也不同，一些情况下只要求简单参数的显 示和选择，而在一些信息终端中，还要求文字的输入。目前在嵌入式系统中广 泛使用的图形系统对中文显示已有很好的支持,但都不支持中文的输入,因此中 文输入法在嵌入式图形系统中的实现,对于嵌入式相关产品的应用具有很大的市 场价值。时下比较流行的嵌入式中文输入法是 Nokia 的 T9 输入法、 Motorola 的 ITAP 输入法，这两种输入法功能强大但是价格昂贵而且对硬件要求很高。 1.1 课题的背景 经过几十年的发展，嵌入式系统已经在很大的程序改变了人们的生活、工 作、和娱乐方式、最近几年随着电脑的普及、计算机技术和通信技术的快速发 展，嵌入式系统的应用越来越广泛，嵌入式计算机的应用在数量上远远超过了 各种通用计算机。嵌入式系统是继 IT 网络技术之后，又一个新的技术发展方向。 由于嵌入式具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出 特征，目前已经广泛的应用于军事国防、消费电子、网络通讯、工业控制等各 个领域。 将嵌入式应用至工业控制类产品中，并开发出优秀的人机交互界面，是嵌 入式发展的趋势，拥有广阔的市场前景。近年来的市场需求显示越来越多的嵌 入式系统包括 PDA 机顶盒/DVD/VCD/播放机 WAP 手机均要求提供一个方便简洁的 可视化操作界面而这些都要求有一个高性能稳定可靠的图形用户界面来提供支 持。国内用户对支持中文输入法的轻量级 GUI 的需求也日益迫切。 Qt/E 是 Nokia 公司发布的面向嵌入式系统的 Qt 版本，正日益成为嵌入式 GUI 开发的主流，被越来越多的国内外厂商用于便携式电子设备的开发包括手 机、信息家电、终端等设备。然而它并没有提供中文输入法，本设计是以 嵌入式中文拼音输入法的设计 2 Linux 为实时操作系统利用 QT 提供的函数设计一款小巧的、具有良好的移植性 和扩展性的拼音输入法，能够满足基本的输入法的实现。 1.2 课题的目的与意义 目前，3G 技术盛行，嵌入式系统的性能有了大幅度提高，应用领域也越来 越广泛，以 LCD 和数字键盘实现的人机交互式界面在智能终端中广泛采用。在 不同的应用场合，对人机界面的要求也不同，一些情况下只要求简单参数的显 示和选择，而在一些信息终端中，还要求文字的输入。目前在嵌入式系统中广 泛使用的图形系统对中文显示已有很好的支持,但都不支持中文的输入,因此中 文输入法在嵌入式图形系统中的实现,对于嵌入式相关产品的应用具有很大的市 场价值。时下比较流行的嵌入式中文输入法是 Nokia 的 T9 输入法、 Motorola 的 ITAP 输入法，这两种输入法功能强大但是价格昂贵而且对硬件要求很高。 本课题是基于嵌入式开发的一个中文输入法，中文输入法实现的总体思路是 通过多种方式获取用户输入的“键盘事件”,然后将“键盘事件”会发送一个信 号给接收此信号的槽，而槽则通过用户敲击键盘的字符查找指定文件中该拼音 对应的汉字，将这些同音汉字罗列并按序排列显示在屏幕上供用户选择所需要 的汉字;接着将所选择汉字发送到拥有焦点的窗口,最终在屏幕上显示。测试表 明系统达到了任务书的要求。开发环境使用 Qt 开发，开发语言采用功能强大的 C+语言。 通过本课题的学习和研究，让我们对嵌入式的应用有详细的了解。为以后 在与嵌入式相关的领域中工作打下良好基础。 1.3 国内外研究现状与发展动态 最原始的嵌入式操作系统是 60 年代提出的存储程序控制系统，在 70 年代 出现了标准库的嵌入式编程以及功能专用嵌入式系统的操作系统，80 年代嵌入 式商业操作系统开始蓬勃发展。近十年来，嵌入式操作系统进入飞速发展阶段， 支持的微处理器类型不断丰富，功能不断增强，呈现出以下六大发展趋势： (1)嵌入式操作系统内核向微型化、高可靠可信、高可用、强实时、构件组 件化发展，支持无线通信和能源管理功能将日益重要； (2)嵌入式软件支撑开发环境，向集成化、可调试化发展； (3)行业性开放系统日趋流行，面向领域特制的嵌入式操作系统走向行业开 放、标准规范化、平台化； (4)自由开源的软件技术在嵌入式应用上尤其受到青睐，Linux 渐成主流之 嵌入式中文拼音输入法的设计 3 一，以 J2MEJINI 为代表的嵌入式技术将对嵌入式软件的发展产生深远影响： (5)嵌入式软件走向一体化，技术领域不断扩大并逐成体系； (6) 嵌入式软件与 SOC、互联网、普通计算的结合发展趋势加剧。 1.4 可行性分析 可行性分析（Feasibility Analysis）也称为可行性研究，是在系统调查 的基础上，针对新系统的开发是否具备必要性和可能性，对新系统的开发从技 术、经济、社会的方面进行分析和研究，以避免投资失误，保证新系统的开发 成功。可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否 能够解决。该系统的可行性分析包括以下几个方面的内容。 1.4.1 技术可行性 技术上的可行性分析主要分析技术条件能否顺利完成开发工作，硬、软件 能否满足开发者的需要等。 软件方面：在 Linux fedora8 系统里，有很多可供使用的 GUI 库，本课题 选择 QtE 设计一款小巧的、具有良好的移植性和扩展性的拼音输入法，能够满 足基本的输入法的实现。即在软件方面是完全满足本课题的设计开发。 硬件方面：本课题选用 Sum 公司的 ARM920t 开发板， S3C2440 微处理器芯 片；飞利浦的 LTV350QV-TFT 屏，通过内核的移植到开发板支持基本的硬件驱动。 1.4.2 管理可行性 本课题是基于 ARM-Linux 操作系统的图形用户界面的移植与开发，鉴于 Linux 实时操作系统的开源性、与及 Qt 的可移植性和易用性，本课题无需大量 特别的管理。 1.5 主要工作 随着嵌入式系统得广泛应用，考虑消费者对便携式设备的需求功能愈加 完善强大，同时被要求拥有华丽美观、易于操作的图形用户界面。本课题利用 Qt 库中 UI 设计布局一个美观的软键盘，并利用 QT 中信号与槽的原理搭建人机 交互界面成功的设计一款具有中文输入法的软键盘。 2 嵌入式系统综述 2.1 嵌入式的发展历史 嵌入式中文拼音输入法的设计 4 嵌入式系统(Embedded System)无疑是当今最热门的概念之一，但究竟什么 是嵌入式系统?嵌入式系统就是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬 件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格的要求 的专用计算机系统。而电气工程师协会的定义似乎更权威一些：嵌入式系统是 用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模系统的设备。 随着计算机硬件水平的提高，越来越多的软件开发工作集中在图形用户接 口上(GUI)上。人们对友好的界面提出了更高的要求。越来越多的嵌入式系统， 比如手机、PDA 等都需要 GUI 的支持。图形用户接口(GUI)是计算机与使用者之 间的对话接口，是计算机的重要组成部分。GUI 广泛流行是当今计算机技术的 重大成就之一，它极大的方便了非专业用户的使用，人们不再需要死记硬背大 量的指令，而可以通过窗口、菜单方便的进行操作。 当前，人类进入信息大爆炸的时代，各类信息极度丰富，数字信息技术和 网络技术高度发达，只有借助各种计算机，才能对各类信息进行处理。同时， 这些计算机不再局限于以前的 PC，而是包括形态各异、性能干差万别的各类嵌 入式系统从基于集群的超级计算机到嵌入式在手机中的微控制器。 后 PC 时代的到来，使得人们开始越来越多的接触到一个新的概念嵌入 式产品。嵌入式产品遍布于人们的日常生活，从手机、PDA 到家中的空调、冰 箱，从小汽车到波音飞机，甚至武器库中的巡航导弹。数字时代的标志不再是 一台台的 PC，而是形态各异的嵌入式系统。 嵌入式系统的概念的提出已经有相当长的时间了，其历史几乎和计算机的 历史一样长。但在以前它主要用于军事领域和工业控制领域，所以很少被人关 注和了解。直到最近十年，随着数字技术的发展和新的体积更小的控制芯片和 功能更强的操作系统的出现，它才被广泛应用于人们的正常生活中。 综观嵌入式技术的发展，大致经历了以下 4 个阶段。 第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监钡 0、伺服、指示设备相配合的功能。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工 业控制系统中，一般没有操作系统的支持，通过汇编语言编程对系统进行直接 控制。运行结束后清除内存。这一阶段系统的主要特点是：系统结构和功能都 相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入 式系统使用简便、价格很低，以前在国内工业领域应用较为普遍，但是已经远 远不能适应高效的、需要大容量存储介质的现代化工业控制和新兴的信息家电 等领域的需求。 第二阶段是以嵌入式 CPU 为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。 这一阶段系统的主要特点是：CPU 种类繁多，通用性比较弱：系统开销小，效 嵌入式中文拼音输入法的设计 5 率高：操作系统具有一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业，用户界面不够 友好；系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这一阶段系统的主要 特点是；嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操 作系统内核精小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录 管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大 量的应用程序接口(API)，开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。 第四阶段是以基于 Internet 为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展 的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于 Internet 之外，但随着 Internet 的 发展以及 Internet 技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设 备与 Internet 的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。 2.2 嵌入式实时操作系统概况 其实嵌入式系统并不是一个新生的事物，从 20 世纪 80 年代起，国际上就 有一些 IT 组织和公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发，这其中 涌现出了一些著名的嵌入式系统。进入 20 世纪 90 年代以后，国内的一些公司 和科研院校也开始涉足嵌入式实时操作系统，并且已经开发出了一些可与国外 产品媲美的实时操作系统。下面对一些在国内广泛使用的 RT0S 进行相应的介绍。 (1) VxWorks 操作系统 VxWorks 是目前嵌入式系统领域中使用最为广泛、市场占有率最高的嵌入 式实时操作系统。它是美国 Wind River 公司的产品，以其良好的可靠性和卓越 的实时性被广泛的应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求 极高的领域中，已经包括爱国者巡航导弹和火星探测器的许多领域上得到成功 应用。 (2)WinCE 操作系统 WinCE 是由微软公司推出的嵌入式实时操作系统，Microsoft Windows CE 是从整体上为有限资源的平台设计的多任务、多优先级的操作系统。其模块化 设计允许它对于从掌上电脑到专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。操 作系统的基本内核需要至少 200KB。但它的最大缺点是实时性不好，是软实时 操作系统，只能用于对实时性要求不高的场台。 (3) µC/OS-II 操作系统 µC/OS-II 是一个源码公开、可移植、可固化、可裁剪、占先式的实时多任 嵌入式中文拼音输入法的设计 6 务操作系统。其绝大部分源码都是用 ANSI C 写的，使其可以方便的移植并支 持大多数类型的处理器。µC/OS-II 通过了联邦航空局（FAA）商用航行器的认 证。自 1992 年问世以来，µC/OS-II 已经被应用到数以百计的产品中。µC/OS- II 占用很少的系统资源，并且在高校教学使用是不需要申请许可证。 (4)嵌入式 Linux 操作系统 以上介绍的 RTOS 都是商用的嵌入式操作系统，它们在系统可靠性和对用户 的技术支持上都有自己的优势。但是，这些专用的操作系统均属于商业化产品， 其价格昂贵；而且，由于很多时候它们的核心源代码都不是公开的，这使得每 个系统上的应用软件与其它系统都无法兼容。由于这种封闭性还导致商业嵌入 式系统在对各种设备的支持方面存在着很大的问题，使得对它们的软件移植变 得很困难。由于 Linux 自身的诸多优势，在嵌入式这个 IT 产业的新的关键领域， 嵌入式 Linux 操作系统适时地出现在各嵌入式厂商面前，吸引了许多开发商的 目光，成为嵌入式操作系统的新宠。 2.3 嵌入式系统发展的趋势 未来的嵌入式发展趋势将朝向软硬系统整合、SOC 设计、应用程序研发以 及内容服务几个方面来发展。 2.3.1 嵌入式操作系统(RTOS) 与 PC 操作系统 WIN95/98 相比，嵌入式操纵系统并未要求全能，但必须能 够依据系统设计规格，有效率的发挥出硬件的运算能力，使得产品达到效率/价 格比的优化，大多数的系统会要求全自动完成所设置的工作，例如工厂或是银 行的系统，除了原本在嵌入式领域耕耘根究的 VxWorks、QNX、Nucleus 等之外， 新兴的主要竞争产品包括 Paim OS、WinCE、Linux 等，其中 Embedded Linux 操 作系统免费授权的特性，已成为许多国际大公司所采用。 2.3.2 整合式芯片 SoC(System-on-Chip) 嵌入式产品所需的处理器芯片较 PC 要求体积小、散热性、省电、因此多采 用高整合度的 SoC 为其处理器核心，为了尽快缩小制程技术与设计生产力之间 的差距，并加速 SoC 的实现，SIP(Silicon Intellectual Property)的重复使 用成为各方关注的焦点。SIP 即所谓的硅知识产权。 2.3.3 应用软件 嵌入式软件可区分为用户端的应用软件及服务器的整合软件，服务器的软 件可能以 Linux 或是 Windows 为核心，并搭配各种数据库系统，用户端由于各 种产品种类繁多，可开发出的软件业相对增加，例如 PALM 号称有上万种应用软 嵌入式中文拼音输入法的设计 7 件可以使用。除了原本各种平台专属的应用软件之外，现在更有利用 JAVA 程序 开发的软件加入这个阵容，软件的种类变得更多。 2.3.4 嵌入式产品应用 由于嵌入式产品必须能随身携带或走入家居生活，故其体积上要求轻薄小、 造型及颜色必须个人化、输入必须自然化、输出必须多媒体化才能吸引消费者； 另一方面由于嵌入式产品与网络结合，所以与网络服务提供者或电子商务业着 极易结合，也就是嵌入式产品连上网络的路口网站及其内容可能由厂商负责提 供。 后 PC 时代各种需要复杂运算功能的数字应用系统，其核心肯定是低成本高效率 的即时性嵌入式系统。一般应用产品设计公司依然会有其技术瓶颈，在二十一 世纪软件与操作系统百家争鸣的战国年代，从市场方面来看此类技术在未来十 年内一定有非常丰厚的潜在利益。嵌入式系统的广泛应用如下图 2.1 所示。 图 2.1 嵌入式系统的应用 未来这几年最大的进展将是个人电脑的形式会延伸到各种大小的智能设备 中，从移动电话到电子书，你从上面所看到的信息就像看报纸一样方便。这些 信息都可以借由网络连接在一起，浑然天成，要达到这个目标，非嵌入式系统 不可，同时这正式嵌入式系统未来的展望。 嵌入式系统 声音识别 医疗设备 门卫系统 智能商店 视听设备 家电 智能楼宇 监控设备 PDA移动电话 嵌入式中文拼音输入法的设计 8 3 嵌入式嵌入式 Linux 平台开发的理论基础平台开发的理论基础 3.1 嵌入式 Linux 概述 近年来，随着计算技术、通信技术的飞速发展，特别是互联网的迅速普 及和 3c(计算机、通信、消费电子)合一的加速，微型化和专业化成为发展的新 趋势，嵌入式产品成为信息产业的主流。Linux 从 1991 年问世到现在，短短的 十几年时间已经发展成为功能强大、设计完善的操作系统之一：可运行在 X86、MIPS、PPC、Motorola、NEC、ARM 等多种硬件平台，而且开放源代码，可 以定制；可与各种传统的商业操作系统分庭抗争。越来越多的企业和研发机构 都转向嵌入式 Linux 的开发和研究上，在新兴的嵌入式操作系统领域内也获得 了飞速发展。 3.2 嵌入式 Linux 的特点 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机为基础，软硬件可裁剪，适用于 系统对功能、可靠性、成本、功耗严格要求的专用计算机系统。实时性是嵌入 式系统的基本要求，其次，还要求代码小，速度快，可靠性高。嵌入式 Linux(Embedded Linux)是指对 Linux 经过裁剪小型化后，可固化在存储器或单 片机中，应用于特定嵌入式场合的专用 Linux 操作系统。嵌入式 Linux 的开发 和研究已经成为目前操作系统领域的一个热点。Linux 的特点如下。 第一，Linux 系统是层次结构且内核完全开放。Linux 是由很多体积小且 性能高的微内核系统组成。在内核代码完全开放的前提下，不同领域和不同层 次的用户可以根据自己的应用需要方便地对内核进行改造，低成本地设计和开 发出满足自己需要的嵌入式系统。 第二，强大的网络支持功能。Linux 诞生于因特网时代并具有 Unix 的特性， 保证了它支持所有标准因特网协议，并且可以利用 Linux 的网络协议栈将其开 发成为嵌入式的 TCP/IP 网络协议栈。此外，Linux 还支持 ext2、fatl6、fat32 等文件系统，为开发嵌入式系统应用打下了很好的基础。 第三，Linux 具备一整套工具链，容易自行建立嵌入式系统的开发环境和 交叉运行环境，可以跨越嵌入式系统开发中仿真工具的障碍。Linux 也符合 IEEEPOSIX1 标准，使应用程序具有较好的可移植性。传统的嵌入式开发的程 序调试和调试工具是用在线仿真器(ICE)实现的。它通过取代目标板的微处理器， 给目标程序提供一个完整的仿真环境，完成监视和调试程序：但一般价格比较 嵌入式中文拼音输入法的设计 9 昂贵，只适合做非常底层的调试。使用嵌入式 Linux，一旦软硬件能够支持正 常的串口功能，即使不用仿真器，也可以很好地进行 开发和调试工作，从而节省一笔不小的开发费用。嵌入式 Linux 为开发者 提供了一套完整的工具链(tool chain)。它利用 GNU 的 gee 做编译器，用 gab、kgdb、Xgdb 做调试工具，能够很方便地实现从操作系统到应用软件各个 级别的调试。 第四，Linux 具有广泛的硬件支持特性。无论是 RISC 还是 CISC、32 位还 是 64 位等各种处理器，Linux 都能运行。Linux 通常使用的微处理器是 IntelX86 芯片家族，但它同样能运行于 Motorola 公司的 68K 系列 CPU 和 IBM、Apple、Motorola 公司的 PowerPC CPU 以及 Intel 公司的 Strong ARM CPU 等处理器。Linux 支持各种主流硬件设备和最新硬件技术，甚至可以在没有存 储管理单元(MMU)的处理器上运行。这意味着嵌入式 Linux 将具有更广泛的应用 前景。 3.3 Linux 嵌入式系统开发平台 图书馆系统软件操作平台：操作系统是一种在计算机上运行的软件。它的 主要任务是管理计算机上的系统资源，为用户提供使用计算机及其外部设备的 接口。它存在的目的是为了管理所有硬件资源，并且提供应用软件一个合适的 操作环境。嵌入式系统由于硬件的限制，通常只具有极稀少的硬件资源，如主 频较低的 CPU、较小的内存、小容量的固态电子盘芯片 DoC(Disk on Chip)或 DoM(Disk on Module)替代磁盘等。在使用电池的系统中，它还要实现低功耗， 延长电池使用时间的功能。 Linux 作为嵌入式操作系统是完全可行的。因为 Linux 提供了完成嵌入功 能的基本内核和所需要的所有用户界面，能处理嵌入式任务和用户界面。将 Linux 看作是连续的统一体，从一个具有内存管理、任务切换和时间服务及其 它分拆的微内核到完整的服务器，支持所有的文件系统和网络服务。Linux 作 为嵌入式系统，是一个带有很多优势的新成员。它对许多 CPU 和硬件平台都是 易移植、稳定、功能强大、易于开发的。 嵌入式 Linux 系统需要下面三个基本元素：系统引导工具(用于机器加电后 的系统定位引导)、Linux 微内核(内存管理、程序管理)、初始化进程。但如果 要它成为完整的操作系统并且继续保持小型化，还必须加上硬件驱动程序、硬 件接口程序和应用程序组。 Linux 是基于 GNU 的 C 编译器，作为 GNU 工具链的一部分，与 gdb 源调试 嵌入式中文拼音输入法的设计 10 器一起工作的。它提供了开发嵌入式 Linux 系统的所有软件工具。 3.4 嵌入式 Linux 的发展及应 综上，由于 Linux 具有对各种设备的广泛支持性，因此，能方便地应用于 机顶盒、LA 设备、PDA、掌上电脑、WAP 手机、寻呼机、车载盒以及工业控制等 智能信息产品中。与 PC 相比，手持设备、IA 设备以及信息家电的市场容量要 高得多，而 Linux 嵌入式系统的强大的生命力和利用价值，使越来越多的企业 和高校表现出对它极大的研发热情。 在嵌入式系统的应用中，Linux 嵌入式操作系统所具有的技术优势和独特 的开发模式给业界以新异。有理由相信，它能成为 Internet 时代嵌入式操作系 统中的最强音。 4 嵌入式使用的数据库 SQLite3 是一款轻量级的开源嵌入式数据库系统，由 D.Richard Hipp 在 2000 年开发。SQLite 使用方便，性能出众，广泛应用于消费电子、医疗、工业 控制、军事等各种领域。SQLite 主要有以下特点： 性能：SQLite 对数据库的访问性能很高，其运行速度比 Mysql、PostgreSQl 等开源数据库要快很多。 体积：SQLITE 的体积非常小巧，最低只需要几百 KB 的内存就可以运行。 可移植性：SQLite 支持各种 32 位的和 64 位体系的硬件平台，也能在 Windows、Linux、Mac OS、Solaries 等软件平台中运行。 稳定性：SQLite 支持 ANSI SQL92 中的大多数标准，提供了对子查询、 视图、触发器等机制的支持。 接口：SQLite 为 C、Java、PHP、等多种语言提供了 API 接口。 SQLite 总体采用了模块化设计，其结构如图 8.1 所示。 嵌入式中文拼音输入法的设计 11 图 8.1 拼音输入初始界面 1) 接口。接口由 SQLiteC API 函数组成。所有的应用程序都必须通过接口 访问 SQLite 数据库。 2) 编译器：编译器由词法分析、语法分析和中间代码生成三个模块组成。 其中，词法分析模块和语法分析模块负责检查 SQL 语句的语法，然后把 生成的语法书传递给中间代码生成模块。中间代码生成模块负责生成 SQLite 引擎可以识别的中间代码。 3) 数据库引擎。数据库引擎是 SQLite 的核心，负责运行中间代码，指挥 数据库的具体操作。 4) 后台。后台由 B 树、页缓存和系统调用三个模块组成。其中 B 树负责维 护索引，页缓存负责页面数据的传送，系统调用负责和操作系统交互， 最中实现数据库的访问。 5 嵌入式图形系统 5.1 GUI 在嵌入式 Linux 系统中的地位 在常见的 PDA 等小型手持式设备上，由于硬件条件等的限制，我们看到的 嵌入式中文拼音输入法的设计 12 用户界面都非常简单，几乎看不到我们在 PC 机上看到的华丽美观的 GUI 支持， 但最近出现的 Palm 等手持式电脑或者在 WINCE 等面向嵌入式系统的操作系统上， 我们已经看到了完整的图形用户界面支持。随着手持式设备的硬件条件的提高， 我们估计嵌入式系统对轻量级GUI 的需求会越来越迫切。 近来的市场需求显示，越来越多的嵌入式系统，包括 PDA、机顶盒、 DVD/VCD 播放机、WAP 手机等系统均要求提供全能的 WAP 浏览器。这包括 HTML4.0 的支持，甚至包括 Java 虚拟机的支持。而这一切均要求有一个高性能、高可靠 的 GUI 支持。另外一个迫切需要轻量级 GUI 的系统是工业实时控制系统。这些 系统一般建立在标注 PC 平台上，硬件条件相对嵌入式要好，但对实时性的要求 非常高，并且比起嵌入式系统来说，对 GUI 的要求也更高。这些系统一般不希 望建立在庞大累赘的、非常消耗系统资源的操作系统和 GUI 之上，比如 Windows 或 X window。目前许多这类系统都建立在 DOS 等系统上，并且采用比 较简单的手法实现 GUI。但是，在出现 Linux 系统之后，尤其在 RT-Linux 系统 出现之后，许多工业控制系统开始采用 RT-Linux 作为操作系统，但 GUI 仍然是 一个问题。关键是 X Window 太过庞大和臃肿。这样系统对轻型 GUI 的需求更加 突出。 但是，我们必须清楚的是，嵌入式系统往往是一种定制设备，它们对 GUI 的需求也各不相同。从以上综述，我们得知 GUI 在嵌入式系统或者实时操作系 统中的地位将越来越重要，这些系统对 GUI 的基本要求包括以下几点： 轻型、占用资源少 高性能 高可靠性 可配置 5.2 嵌入式系统 GUI 的实现方法 我们认为 GUI 是一种类似于操作系统的基础软件，这种软件系统应该遵循 一定的标注，并且应该是开放源码的自由软件，从而可以让开发商集中精力开 发自己的应用程序。目前看来，在 Linux 之上进行嵌入式系统开发的厂商，一 般选择几种 GUI 系统，例如 Micro Windows、Qt/Embedded、MiniGUI、OpenGUI 等。本课题是采用 Qt/Embedded 实现软键盘设计的。 Qt/Embedded 是一个专门为嵌入式系统设计的图形用户界面的工具包。Qt 是挪威 Trolltech 软件公司的产品，这个版本的主要特点是可移植性较好，许 多基于 Qt 的 X Window 程序可以非常方便的移植到嵌入式版本中。同时它也为 嵌入式中文拼音输入法的设计 13 各种系统提供图形用户界面的工具包，Linux 桌面系统的 KDE 就是基于 Qt 库开 发的。使用 QtE,开发者可以完成以下任务。 移植 Qt 程序到不同平台时，只需要重新编译代码，不需要对代码进行修改； 随意设置程序界面的外观； 方便地为程序连接数据库； 使程序本地化； 将程序与 Java 集成： 嵌入式系统的要求是小而快速，而 QtE 就能帮助开发者为满足这些要求开 发强壮的应用程序。开发者可以选取所需要的一些特性，剪裁不需要的特性。 这样，通过选择所需要的特性， QtE 的映像可以变得很小，最小的只有 600KB 左右。同 QT 一样，QtE 也是用 C+写的，虽然这样会增加系统资源的消耗，但 是却为 开发者提供了清晰的程序框架，是开发者迅速上手，并且可以方便地编写自定 义的用户界面程序。由于 QtE 是作为一种产品推出的，所以它有很好的开发团 体和技术支持，这对于使用 QtE 的开发者来说，方便开发过程并增加了产品的 可靠性。 所以，当需要开发 Linux 或 MS Windows 环境下的 GUI 程序时，QtE 是最佳 的选择。 6 Qt/E 开发境的构建 本项目应用程