Käyttöliittymä pienessä sulautetussa laitteessa
Lindqvist, Saku (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202502072509
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202502072509
Tiivistelmä
Tämän työn tilasi Exens Development Oy. Työssä kehitettiin erilaisia grafiikkakirjastoja hyödyntäen sulautet-tuja käyttöliittymäkokonaisuuksia STM32303E_EVAL- evaluointialustalla. Työssä toteutettiin kirjastojen tar-joamien ominaisuuksien ja toiminnallisuuksien vertailua referenssikortilla.
Työssä käytiin läpi, minkälaisia kehitysympäristöjä, komponentteja ja tukea on tarjolla evaluointialustalla toteutettaviin vaativiin käyttöliittymiin. STM32303E_EVAL on ST:n kehittämä evaluointialusta, joka sisältää ARM® Cortex®-M4 -prosessoriytimen, 64 kilotavua Data SRAM -muistia ja 512 kilotavua Flash-muistia. Eva-luointialustalle on tarjolla dokumentoitu BSP-laitealustatukipaketti (Board Support Package). BSP-tukipaketti sisältää kattavan tuen referenssikortilta löytyville oheislaitteille ja komponenteille. BSP-tukipaketin tarjoamiin käyttömahdollisuuksiin perehdyttiin opinnäytetyön toteutusosassa, johon opinnäyte-työn teoriaosuudet antoivat tarvittavan tietopohjan. Työn toteutuksessa ilmenneistä yhteensopivuuson-gelmista saatiin hyödyllistä tietoa sulautettujen järjestelmien suunnitteluvaiheeseen. ST:n BSP-näyttökirjastolla havaittiin olevan muistitehokkaan, optimaalisella suorituskyvyllä toteutetun yksinkertaisten käyttöliittymän edut. Kun alustariippumattomuus ja käytettävyys olivat suorituskykyä korkeammalla priori-teetilla, havaittiin monimutkaisten grafiikkakokonaisuuksien tuomat edut. Tämä konkretisoitui μGUI-näyttökirjaston käytännön toteutuksessa.
Työssä keskityttiin grafiikkakirjastojen ominaisuuksiin, vaatimuksiin sekä kapasitiivisten kosketusalustojen käyttöön. Hyödyllistä tietoa saatiin kapasitiivisten kosketusalustojen käyttöönotosta osana käyttöliittymän navigointia ja grafiikkakirjastojen kesken. Analyysissä vastattiin muistinkulutukseen liittyviin kysymyksiin vastaavanlaisissa sulautetuissa laitteissa. Lisäksi toteutetuista käyttöliittymäkokonaisuuksista saadaan tuke-vat pohjatyö mahdollisuudet jatkokehitykselle. Tiedonsiirto oli tärkeää mittavassa osassa työtä ja siihen tu-tustuttiin niin teoriassa kuin käytännössä perusteellisesti. Näytölle piirrettävien objektien tieto välitettiin SPI-väylää käyttäen ja lisäksi tietoa siirrettiin UART-tiedonsiirtoprotokollalla, jossa dataa siirrettiin kaksi-väyläisen RS232-väylän ylitse JSON-avainpariformaattia mukaillen. Työn tuloksien analyysi keskittyi vastaa-maan työn tilaajan kysymyksiin, joihin käytännön toteutus ei suoraan pystynyt.
Työssä käytiin läpi, minkälaisia kehitysympäristöjä, komponentteja ja tukea on tarjolla evaluointialustalla toteutettaviin vaativiin käyttöliittymiin. STM32303E_EVAL on ST:n kehittämä evaluointialusta, joka sisältää ARM® Cortex®-M4 -prosessoriytimen, 64 kilotavua Data SRAM -muistia ja 512 kilotavua Flash-muistia. Eva-luointialustalle on tarjolla dokumentoitu BSP-laitealustatukipaketti (Board Support Package). BSP-tukipaketti sisältää kattavan tuen referenssikortilta löytyville oheislaitteille ja komponenteille. BSP-tukipaketin tarjoamiin käyttömahdollisuuksiin perehdyttiin opinnäytetyön toteutusosassa, johon opinnäyte-työn teoriaosuudet antoivat tarvittavan tietopohjan. Työn toteutuksessa ilmenneistä yhteensopivuuson-gelmista saatiin hyödyllistä tietoa sulautettujen järjestelmien suunnitteluvaiheeseen. ST:n BSP-näyttökirjastolla havaittiin olevan muistitehokkaan, optimaalisella suorituskyvyllä toteutetun yksinkertaisten käyttöliittymän edut. Kun alustariippumattomuus ja käytettävyys olivat suorituskykyä korkeammalla priori-teetilla, havaittiin monimutkaisten grafiikkakokonaisuuksien tuomat edut. Tämä konkretisoitui μGUI-näyttökirjaston käytännön toteutuksessa.
Työssä keskityttiin grafiikkakirjastojen ominaisuuksiin, vaatimuksiin sekä kapasitiivisten kosketusalustojen käyttöön. Hyödyllistä tietoa saatiin kapasitiivisten kosketusalustojen käyttöönotosta osana käyttöliittymän navigointia ja grafiikkakirjastojen kesken. Analyysissä vastattiin muistinkulutukseen liittyviin kysymyksiin vastaavanlaisissa sulautetuissa laitteissa. Lisäksi toteutetuista käyttöliittymäkokonaisuuksista saadaan tuke-vat pohjatyö mahdollisuudet jatkokehitykselle. Tiedonsiirto oli tärkeää mittavassa osassa työtä ja siihen tu-tustuttiin niin teoriassa kuin käytännössä perusteellisesti. Näytölle piirrettävien objektien tieto välitettiin SPI-väylää käyttäen ja lisäksi tietoa siirrettiin UART-tiedonsiirtoprotokollalla, jossa dataa siirrettiin kaksi-väyläisen RS232-väylän ylitse JSON-avainpariformaattia mukaillen. Työn tuloksien analyysi keskittyi vastaa-maan työn tilaajan kysymyksiin, joihin käytännön toteutus ei suoraan pystynyt.