是否有可能在微控制器（MCU）上使用Qt进行软件开发，以及Qt是否可以在没有操作系统（“裸机”）的情况下运行。 今天我们将回答这些问题并向您展示一些具体的例子。 使用MCU有什么意义？MCU是单个集成电路上的小型计算机。它们与芯片上系统（SoC）相似，尽管不太复杂。微控制器用于汽车发动机控制系统，医疗设备，可穿戴设备，遥控器，办公设备，电器，电动工具，玩具和其他嵌入式系统等自动控制产品和设备。使用MCU的主要优势在于体积小，成本相对较低 - 特别是对于大批量生产。 因此，我们已经可以从定义中看到MCU的主要特性：小尺寸，低功耗以及低成本。因此，我们可以说使用MCU的主要目的是节约成本。 为什么要在MCU上使用Qt？较低的计算能力对软件开发工具的选择有一定的限制，特别是如果我们谈论GUI时，例如关于固件大小，运行时内存使用情况以及GUI如何尽可能的“花哨”。 今天，我们没有用于MCU的通用GUI库。当然，有些解决方案可以解决某些特定MCU GUI模型的部分任务，但这还不够。而且很少（或实际上从来没有）库是以“跨平台能力”为基础创建的。 虽然一些商业工具包其实很不错，但在大多数情况下，它们都有一个封闭的源代码。所以你要购买一个“黑匣子”，并冒着发现自己锁定供应商的风险。 现在想象一下，如果我们可以使用Qt框架，这将会是多么的棒：跨平台和全面的类库（包括GUI），优秀的文档和大量的例子，以及一个梦幻般的开源社区。 不幸的是，到目前为止，由于上述硬件限制，Qt（用于设备创建的Qt）的嵌入式开发仅在Cortex-A级别的设备上正式支持，主要是在Linux和一些商业RTOS（INTEGRITY，QNX和VxWorks） 。 但今天，这种情况已经改变。 研究入门所以，我们开始研究：研究在MCU硬件上运行Qt的可能性。 我们从一开始就清楚我们正在谈论的是哪些微控制器，因为有些人可能会开始梦想拥有12Mhz CPU和128字节RAM的MCU。这将是一个很大的差距，因为Qt当前的硬件要求是：
我们选择的研究板是：  STM32F469 - ARM Cortex-M4，FPU单元单精度  STM32F746 - ARM Cortex-M7，单精度FPU单元，L1高速缓存（数据/指令）  STM32F769 - ARM Cortex-M7，双精度FPU单元，L1高速缓存（数据/指令） 从规格中可以看出，他们的硬件资源比Qt“正式版本”要求的要低。 关于OpenGL支持，感谢Qt Quick 2D Renderer， 它不是一个严格的要求，因为我们可以使用光栅绘制引擎渲染我们的图形。 我们开始移植以下Qt模块：
移植你如何将Qt移植到不同的目标平台上？那么，首先我们需要了解Qt的功能究竟需要什么。一般来说，您需要满足两个主要要求：
我们从C ++ 11的要求开始。在5.7版本中，Qt开始要求平台支持C ++ 11，因为我们的目标是提供功能强大且现代化的C ++框架。但是，如果您的平台最多只能支持C ++ 98，那么您当然可以尝试使用Qt 5.6（或更早版本）来实现，但是考虑到引入了新的配置系统（所谓的Qt Lite）这一事实只有使用Qt 5.8，将Qt“挤入”MCU环境将是一项艰巨的任务。 现在关于 POSIX - 兼容操作系统接口。这实际上回答了为什么Qt不能用于“裸机”的问题。在Qt中，我们使用了大量的POSIX功能（并行线程，MMAP， fopen，open等），所以如果我们想在裸机上运行Qt，我们需要创建自己的实现POSIX的-基本上实现自己的操作系统。幸运的是，我们的研究并非如此。我们决定使用开源RTOS，我们选择了RTEMS 最显着的特性：
将Qt移植到RTEMS的过程包括以下步骤：
移植Qt本身可以在下面的插图中展示：  我们不会详细描述整个过程（从配置电路板到创建新的QPA），尽管这可能是研究中最有趣的部分。但这篇文章的目的只是为了告诉你有关这项研究，而不是提供一步一步的手册。如果您有兴趣开展试点项目，请联系我们并提交您的请求。 结果为了演示结果，我们为每个演示板应用程序创建了三个固件。 Qt Widgets演示固件大小：6.6 MB。 内存需求：3.4 MB。 正如我们所看到的，Qt Widgets运行得很好。 Qt Quick / QML演示固件大小：9 MB。 内存需求：5 MB。 很容易看出，Qt QML的拖动动画在STM32F4 / F746上有点慢，但时钟工作得很好。这种行为是缺乏JIT编译的极好例子，因为这些MCU不支持双精度浮点。但是，STM32F769确实支持它，因此拖动动画在这块主板上看起来更漂亮。 电动自行车演示我们决定不停止简单的演示，对于第三个固件，我们试图运行更有趣的事情。例如 - 我们最近的电动自行车演示。 固件大小：13 MB。 所需RAM：10 MB。 甚至这个演示也能正常工作。顺便说一下，得益于Qt的跨平台特性，我们不需要更改一行代码就可以对RTEMS进行编译（原始目标在Linux上运行）。 结论我们可以得出结论，我们的研究是成功的。当然，它现在不是一个现成的解决方案，但是我们会继续努力。 目前的任务包括以下内容：
那么，这项研究对你和你的项目意味着什么？QPA代码库中的新QPA和其他修改的源代码将在开放源代码（很可能在GPLv3下）中提供，当然也可以在商业许可证中提供，因此您可以自己尝试。 电子工程师时间点评：这个消息相信对很多嵌入式开发者来说是个非常好的消息，对Segger以及其他嵌入式GUI提供商来说可能是个坏消息，在中高端mcu上的GUI设计多了一家强大的竞争对手。 关注电子工程师时间,Get更多成长技能  ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 我们尊重原创，也注重分享，文章来源于微信公众号：电子工程师时间，建议关注公众号查看原文。如若侵权请联系qter@qter.org。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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