圖形用戶界面 (GUI) 在嵌入式系統中變得越來越流行。可穿戴技術、工業設備、商用廚房甚至家用電器都需要方便且連接的界面，在設備上使用具有現代和復雜用戶體驗 (UX) 的 GUI 為許多企業的用例打開了大門，但如果嵌入式開發團隊沒有合適的技能組合，它也會給設計帶來意想不到的挑戰。
今天的文章將探討每個嵌入式 GUI 開發人員成功所需的五項基本技能。
技能 #1 – 圖形驅動技能
任何團隊在設計嵌入式 GUI 時都會考慮的最后一項技能，但也許是最重要的技能之一，那就是圖形驅動程序技能。 圖形驅動程序是直接與微控制器或微處理器圖形外設接口的軟件，負責在 LCD 上繪制用戶看到并與之交互的圖像。圖形驅動程序是從渲染引擎獲取圖像數據并告訴處理器它正在繪制什么的代碼。
今天一個好的嵌入式 GUI 工具通常會為開發人員處理圖形驅動程序，開發人員需要一個與硬件無關的渲染引擎，大部分繁重的工作都是為他們完成的。今天的嵌入式行業有幾個示例，比如 Storyboard ，Storyboard 的渲染引擎 90% 與硬件無關，并且獨立于硬件板支持包 (BSP)。有一小部分是為特定硬件編寫的，用于優化渲染并利用特定硬件目標中的加速器。引擎本身為開發人員處理圖形驅動程序。
既然 Storyboard 處理開發人員的繪圖和圖形，為什么具有圖形驅動技能仍然很重要? GUI 嵌入式開發人員應該了解幕后發生的事情，以便他們能夠解決實施過程中出現的任何問題，利用任何額外的優化，并熟悉渲染引擎的工作原理。
技能 #2 – 跟蹤和調試
今天的嵌入式系統很復雜，某些事情無法按預期工作的可能性相對較高，因此，擁有跟蹤和調試技能至關重要，一個好的調試器可以提取數據、觀察行為、假設并最終改進系統行為。
為了最大限度地減少調試時間，開發人員還應該熟練掌握跟蹤技術。GUI 開發人員可以使用幾種不同類型的跟蹤技術。首先，微控制器上提供通用跟蹤工具，例如 Arm 微控制器上提供的串行線輸出 (SWO) 和串行線調試 (SWD) 接口。這些提供高級用戶可配置的跟蹤功能。接下來，可以使用軟件跟蹤技術，例如儀器跟蹤宏單元 (ITM) 和嵌入式跟蹤宏 (ETM)。 ITM 允許開發人員使用 printf 語句自定義跟蹤數據，而 ETM 為 CPU 執行的每條指令提供指令跟蹤。到目前為止，這些都是通用的嵌入式軟件跟蹤技術。
嵌入式 GUI 引擎應該具有內置的日志記錄和跟蹤功能，以幫助開發人員。 日志和跟蹤通常通過插件添加到 GUI 引擎，以配置接收跟蹤數據的方式。 開發人員通常可以通過調試工具將數據記錄到文件、內存地址等。 一般來說，開發人員需要成功訪問兩種類型的數據：性能和指標。通過訪問這些數據，嵌入式開發人員可以了解重要信息，例如：
渲染引擎性能
圖像加載時間
每秒幀數
CPU使用率
內存使用情況
然后，開發人員可以使用此信息來解決問題或通過優化提高系統性能。
技能 #3 - 優化
今天的嵌入式系統已經變得非常強大，但它們仍然是資源受限的系統。 它們可能在處理能力、內存或電池壽命方面受到資源限制。 許多系統都需要優化，而 GUI 可以在確保系統高效、優化并適合其最終目的方面發揮巨大作用。
在優化用戶體驗方面，可以做很多事情。第一個優化是利用事件驅動的軟件架構，事件驅動的架構只在必要時才做一些事情!例如，我見過許多系統嘗試將特定幀速率推送到顯示器，例如 60 或 120 Hz。但是，如果顯示器不需要更新，為什么還要推動幀速率呢?如果不需要更改顯示，則可以無所事事地節省 CPU 時鐘周期和電池壽命!
另一個可以應用的有用優化是使用未壓縮的 TGA 直接從閃存中繪制圖像。沒有壓縮的PNG，嵌入式開發人員可以直接從閃存中提取到他們的渲染緩沖區，從而降低內存成本并節省大量時鐘周期。
優化用戶體驗和驅動它的軟件/硬件系統可能會對系統產生深遠的影響。此外，考慮到可穿戴設備甚至需要滿足特定能耗要求的家用電器的能耗最小化至關重要，優化技能也至關重要。
技能#4——管理期望
開發人員幾乎總是忽略的一項簡單技能是正確管理期望。如果我們不能正確地管理期望，原本被認為是成功的項目可能會突然被用戶或項目利益相關者視為失敗。
開發人員需要小心地正確管理其利益相關者的期望!這些利益相關者可能是項目經理、高層管理人員，甚至是最終客戶，這是一項微妙但必要的技能。
開發人員需要這種管理期望的能力。設定一個可以滿足的合理期望，然后如果時間允許，讓利益相關者驚嘆并讓他們感到興奮!
技能 #5 - 平面設計
最終的技能組合無疑是許多讀者期望的第一技能! GUI 開發人員需要具備圖形設計技能。他們需要了解哪些顏色效果好，不僅在視網膜顯示器上，而且在資源受限、微控制器驅動的面板上!
開發人員需要能夠設計和構建美觀且用戶友好的圖形界面，平面設計是一項有時必須從平面設計專家那里借來的技能，但是，開發人員通常仍需要根據嵌入式系統的運行方式來調整和調整藝術品。
要成功開發具有用戶界面的嵌入式系統，嵌入式開發人員和/或團隊必須具備這五項基本技能。 找到一名具備所有這些技能的工程師通常具有挑戰性，但利用隊友和外部資源可以極大地幫助提高成功的機會。