基于VxWorks的機(jī)載圖形字符顯示關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、圖形字符的顯示是機(jī)載座艙平視顯示系統(tǒng)的核心部分。隨著科技的進(jìn)步及軍事需求的提高,要求新一代戰(zhàn)斗機(jī)上配備的平視顯示系統(tǒng)快速、美觀地生成各種動(dòng)態(tài)飛行參數(shù)和指示圖形,以供飛行員掌控。
　　本文以某型號(hào)機(jī)載小型化低功耗圖形字符生成系統(tǒng)為研究對(duì)象,基于VxWorks操作系統(tǒng),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)軟件平臺(tái)、圖形字符繪制接口,同時(shí)對(duì)顯示過(guò)程中的圖形走樣、字符顯示問(wèn)題進(jìn)行了研究,提出了一種改進(jìn)的Wu反走樣算法,并引入了矢量點(diǎn)陣字符,較好的改善了圖形、

2、字符的顯示質(zhì)量。
　　論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.根據(jù)系統(tǒng)研制要求,確定系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,并以 PowerPC440為核心構(gòu)建可編程片上系統(tǒng),形成系統(tǒng)的總體架構(gòu)。
　　2.完成了系統(tǒng)軟件平臺(tái)的搭建,包括在PowerPC440處理器上移植VxWorks操作系統(tǒng),基于PCIe和串口的數(shù)據(jù)通信,以及FIFO寫(xiě)接口程序的開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了各種繪圖指令在上層應(yīng)用程序、軟件平臺(tái)與圖形繪制IP核之間的傳輸。
　　3.為了提高

3、相關(guān)圖形顯示程序在本系統(tǒng)上的可移植性以及系統(tǒng)的通用性,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于OpenGL的圖形繪制接口,完成了對(duì)上層發(fā)送的基本圖元繪制、二維幾何變換、矩陣操作和圖形裁剪等指令的解析,并討論了繪制過(guò)程中圖形與邊界的反走樣問(wèn)題,提出了基于四線漸變的改進(jìn)Wu算法,有效改善了圖形的顯示質(zhì)量。
　　4.增加擴(kuò)展圖形接口,完成復(fù)雜圖形繪制指令的封裝。引入矢量點(diǎn)陣字符,在保證顯示效果的前提下,減少嵌入式系統(tǒng)上提取字符位圖的時(shí)間,測(cè)試證明矢量點(diǎn)陣字符的

4、顯示效果明顯優(yōu)于二值點(diǎn)陣字符,邊緣鋸齒化大大減輕。
　　5.在系統(tǒng)硬件平臺(tái)上,與底層圖形繪制IP核進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,輸出基本圖形(包括靜態(tài)圖形和動(dòng)態(tài)圖形)和字符到LCD屏幕上,畫(huà)面清晰且無(wú)滯留,圖形、字符無(wú)明顯的走樣,也不存在模糊現(xiàn)象,滿足系統(tǒng)對(duì)顯示質(zhì)量的要求。測(cè)試過(guò)程中還對(duì)系統(tǒng)中斷性能、任務(wù)處理性能、寫(xiě)FIFO操作進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的中斷處理程序、FIFO接口程序的實(shí)時(shí)性好,實(shí)際性能高于系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo),驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)方案的