基于VxWorks的机载图形字符显示关键技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:geoffreywan
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图形字符的显示是机载座舱平视显示系统的核心部分。随着科技的进步及军事需求的提高,要求新一代战斗机上配备的平视显示系统快速、美观地生成各种动态飞行参数和指示图形,以供飞行员掌控。本文以某型号机载小型化低功耗图形字符生成系统为研究对象,基于VxWorks操作系统,设计并实现了系统软件平台、图形字符绘制接口,同时对显示过程中的图形走样、字符显示问题进行了研究,提出了一种改进的Wu反走样算法,并引入了矢量点阵字符,较好的改善了图形、字符的显示质量。论文的主要研究内容如下:1.根据系统研制要求,确定系统的总体设计方案,并以PowerPC440为核心构建可编程片上系统,形成系统的总体架构。2.完成了系统软件平台的搭建,包括在PowerPC440处理器上移植VxWorks操作系统,基于PCIe和串口的数据通信,以及FIFO写接口程序的开发,实现了各种绘图指令在上层应用程序、软件平台与图形绘制IP核之间的传输。3.为了提高相关图形显示程序在本系统上的可移植性以及系统的通用性,设计并实现了基于OpenGL的图形绘制接口,完成了对上层发送的基本图元绘制、二维几何变换、矩阵操作和图形裁剪等指令的解析,并讨论了绘制过程中图形与边界的反走样问题,提出了基于四线渐变的改进Wu算法,有效改善了图形的显示质量。4.增加扩展图形接口,完成复杂图形绘制指令的封装。引入矢量点阵字符,在保证显示效果的前提下,减少嵌入式系统上提取字符位图的时间,测试证明矢量点阵字符的显示效果明显优于二值点阵字符,边缘锯齿化大大减轻。5.在系统硬件平台上,与底层图形绘制IP核进行联合调试,输出基本图形(包括静态图形和动态图形)和字符到LCD屏幕上,画面清晰且无滞留,图形、字符无明显的走样,也不存在模糊现象,满足系统对显示质量的要求。测试过程中还对系统中断性能、任务处理性能、写FIFO操作进行了分析,结果表明,本文设计的中断处理程序、FIFO接口程序的实时性好,实际性能高于系统设计指标,验证了本文设计方案的正确性。
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