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在制造业信息化进程中,制造企业车间设备层的信息交互逐渐以无纸化方式替代纸质传递,车间设备层的CAD图形信息传输和浏览成为交互中的重要内容。在生产车间多粉尘、高油污、强干扰的恶劣环境下,嵌入式系统以其高可靠性、低价格、低功耗和小体积等优点车间设备层信息交互中扮演重要角色,嵌入式系统下的CAD图形软件需求应运而生。移植现有CAD图形软件到嵌入式系统是满足需求的有效途径,但是由于嵌入式系统硬件资源客观受限,而CAD图形软件所需要处理的数据量庞大,直接移植过来的CAD图形系统不能可靠、快速地在嵌入式环境下运行。因此,需要针对嵌入式系统设计与优化CAD软件的图形处理算法。本文结合项目实践,选择二维图形软件QCAD进行移植,并对其图形算法进行优化,对企业车间的无纸化生产具有重要意义。
本文首先分析目前国内外关于嵌入式环境下CAD图形技术的研究状况,在此基础上选取QCAD1作为本次移植研究的对象;再分析QCAD的总体结构,重点对QCAD的几个关键模块处理算法进行解析,同时分析QCAD的代码特征和运行环境;在此基础上提出了将QCAD系统划分为绘图层、代码层和平台层并分别对各层进行优化处理的总体方案。
然后,重点着眼绘图层,在分析QCAD的图形算法结构基础上,对其中耗资源的关键模块处理算法进行优化,主要包括中文字符处理算法、区域剖面线填充算法和尺寸标注处理算法等。优化过程采取分析原有算法的结构原理——找出算法耗资源的原因——提出解决方法的步骤,并对优化过程中采用的部分关键技术进行阐述;对于代码层,在分析QCAD的代码特征基础上,从嵌入式软件开发的角度对QCAD进行代码层的优化;对于平台层,重点分析QTE的核心代码及其结构并优化其结构。
最后,在完成了QCAD系统优化研究的基础上,完成交叉编译平台的搭建、图形界面软件QTE的交叉编译与移植,交叉编译QCAD然后移植到嵌入式设备上,实现QCAD在嵌入式环境下的应用。