国产嵌入式操作系统下触摸屏的实现

　　国产龙芯1A手持式计算机和ReWorks嵌入式操作系统，通过移植触摸中间件tslib为上层应用提供了统一的接口，实现了触摸屏的校准和测试。

　　1 、综述

　　龙芯系列处理器是中国自主研发的通用CPU，其中龙芯1系列处理器面向工业控制、消费电子（手机/MP4/掌上电脑等）等嵌入式应用。龙芯1A芯片片内集成了32位处理器核、2D GPU、VGA和LCD显示接口、以及南桥芯片组功能，可满足超低价位云终端、工业控制/数据采集、网络设备、消费类电子等领域需求。

　　ReWorks嵌入式操作系统是中国电子科技集团某所基于“九五”、“十五”的技术成果自行研制、拥有全部源代码的嵌入式实时操作系统，适用于多种目标硬件环境（x86、mips）。

　　在嵌入式尤其是手持式电子设备中，触摸屏因其友善的人机交互、操作方便灵活、输入速度快、占用空间少等优点，已逐渐取代物理键盘成为嵌入式计算机系统的主流输入设备。

　　目前Windows或Linux等通用操作系统下触摸屏的调试方法已成熟，但尚没有针对国产的嵌入式操作系统ReWorks下触摸屏调试方法的研究，本文介绍基于国产龙芯1A处理器的手持式计算机为硬件平台，在国产嵌入式操作系统ReWorks下的触摸屏的校准和测试。

　　2 、触摸屏校准原理

　　在实际的应用中，通常触摸屏是作为与液晶屏配合使用的输入设备，需要将触摸屏采样得到的坐标与液晶屏的显示坐标做一个映射，即通常所说的触摸屏校准。其目的就是要通过读入几个点的坐标值后，计算出校准系数，将计算得到的系数保存后，以后每次点击触摸屏得到的触摸屏坐标，再通过校准系数后，得到液晶屏上的重合坐标。

　　本文中手持式计算机采用四线电阻式触摸屏，触摸屏控制器采用ADS7843E，触摸屏校准库tslib采用五点校准。触摸屏控制原理如图2所示。

　　

　　图2 触摸屏控制原理图

　　3、 ReWorks下校准及测试触摸屏的实现

　　tslib是一个触摸屏支持库，为不同的触摸屏提供了一个统一的接口，还提供诸如滤波、去抖、校准之类的功能。tslib 从触摸屏驱动处获得原始的设备坐标数据，通过一系列的去噪、去抖、坐标变换等操作，来去除噪声并将原始的设备坐标转换为相应的屏幕坐标。本文将tslib移植到国产ReWorks操作系统+龙芯1A处理器（mips）平台，实现了ReWorks下触摸屏的校准、测试等功能。ReWorks系统下tslib层次结构如图3所示。

　　

　　图3 ReWorks系统下tslib层次结构图

　　tslib 从触摸屏驱动采样到设备坐标进行处理再提供给应用端的过程如下：raw device --> variance --> dejitter --> linear --> application。tslib对驱动采样到的数据进行处理的过程如下：读取屏上5个点的坐标（Top Left，Top Right，Bottom Left，Bottom Right，Center），再进行一系列的变换，取样的5个点，实际上是包含3个不同的X坐标值，3个不同的Y坐标值，和scaling 值一共7个值，一起保存到pointercal文件中。

　　将tslib移植到ReWorks系统后，运行ts_calibrate校准触摸屏，用触摸笔点击触摸屏四个角及中央五个点，tslib进行坐标换算，触摸屏校准界面如图4所示。

　　

　　图4 ReWorks下tslib校准触摸屏截图

　　完成五点校准后，会自动生成pointercal校准文件保存在手持式计算机Flash根目录/ffx0下。本文中手持式计算机液晶屏的分辨率为480x640，校准时ReWorks终端输出信息如下。

　　------calibrate starting-------

　　xres = 480， yres = 640

　　## Fri Mar 22 09:29:24 CST 2013 ##

　　Took 5 samples...

　　Top left ： X = 3428 Y = 516

　　Took 4 samples...

　　Top right ： X = 616 Y = 528

　　Took 3 samples...

　　Bot right ： X = 629 Y = 3562

　　Took 3 samples...

　　Bot left ： X = 3456 Y = 3558

　　Took 3 samples...

　　Center ： X = 2031 Y = 2036

　　ts_calibrate： 4368.914062 -1.150175 0.007765

　　ts_calibrate： -279.180664 0.003222 1.137564

　　Calibration constants： 286321152 -75377 508 -18296384 211 74551 65536

　　Linear calibration constants： -75377 508 286321152 211 74551 -18296384 65536

　　lin->bRawMode： 0

　　reworks>

　　reworks>cd /ffx0

　　reworks>ll

　　type size modify time name

　　--- ---- ------- -----

　　file 62 2013-03-22 09:30 pointercal

　　----------------

　　1 files 62 bytes occupied

　　校准完成后，可用ts_test测试一下校准效果，如图5所示。

　　

　　图5 ReWorks下触摸屏测试截图

　　4、 总结

　　本文以浪潮研制的国产手持式计算机为硬件平台，将触摸中间件tslib移植到国产嵌入式操作系统ReWorks下，实现了ReWorks系统下触摸屏的校准和测试，并改进了处理采样数据的方法，使触摸屏的校准和测试满足应用需求。