Le document présente les solutions d'interface homme-machine (IHM) pour les systèmes Linux embarqués, en abordant les approches telles que X11, framebuffer, ainsi que plusieurs bibliothèques et toolkits graphiques comme Qt et SDL. Il décrit également les évolutions des besoins en IHM dans des environnements embarqués, et explore l'impact d'Android en tant que système d'exploitation dans ce domaine. Open Wide, l'entreprise derrière ces solutions, fournit également un aperçu de ses activités et de son indépendance depuis 2009.

1. Solutions IHM pour Linux embarqué
Pierre Ficheux (pierre.ficheux@openwide.fr)
CTO Open Wide Ingénierie
Octobre 2011
Solutions IHM Linux embarqué 1

2. Programme
●
Présentation d'Open Wide
●
IHM et embarqué
●
Les approches possibles
●
X11 et Framebuffer
●
Les bibliothèques graphiques
– DirectFB, SDL
●
Les toolkits
– Qt
– EFL
– GTK
●
HMTL et Flash
●
Android
Solutions IHM Linux embarqué 2

3. Présentation Open Wide
●
SSII/SSLL créée en septembre 2001 avec Thales
et Schneider
●
Indépendant depuis 2009
●
Environ 100 salariés sur Paris et Lyon
●
Industrialisation de composants open source
●
Quatre activités :
– OW Système d'Information
– OW Outsourcing: hébergement
– OW Ingénierie: informatique industrielle
– OW Technologies: composants Java
Solutions IHM Linux embarqué 3

4. IHM et embarqué
●
IHM = affichage et saisies
●
Ce fut longtemps un problème mineur car peu
utilisé dans l’embarqué
– Système autonome sans affichage (RTOS)
– Configuration par réseau (SNMP, HTTP, …)
●
Evolution des systèmes, passage du RTOS au
multimédia
– Set-top box: OS21 → Linux
– Smartphones
– Industriel → début de l’utilisation d’Android
●
L'IHM n'est (était) pas le sujet de prédilection des
spécialistes du logiciel embarqué :-)
Solutions IHM Linux embarqué 4

5. Plusieurs approches
●
Développement d'une application embarquée
– Le cas « général » proche du desktop Linux
●
Utilisation d'un navigateur web (HTMLx,
Javascript)
– Données en local → similaire au cas précédent
– De plus en plus de possibilités avec HTML5 :)
●
Interface en Adobe Flash
– Propriétaire
– Bien vu par les équipes marketing !
– Consommateur de ressources
– Fréquemment utilisé pour les set-top box
Solutions IHM Linux embarqué 5

6. Quels types de périphériques ?
●
Affichage fréquent sur des périphériques variés :
– LCD monochrome « bas de gamme »
– Ecran souvent tactile (attention aux résolutions
étranges)
– Accélération graphique de plus en plus fréquente
sur les cartes embarquées (Freescale i.MX, ...)
●
Autres périphériques (USB ?)
– Clavier spécial
– Télécommande infra-rouge
– Molette / manette
– Périphériques spéciaux
Solutions IHM Linux embarqué 6

7. X11, 1/2
●
Linux est un UNIX
– Mode texte par défaut
– « X Window System » ou X11 à partir de 84
●
Créé au MIT
●
Système graphique réparti, modèle
client/serveur → Xfree86 (x86), X.org
●
Puissant mais lourd + API complexe
●
Approche répartie rarement utilisée !
Utilisation de X11 →
Solutions IHM Linux embarqué 7

8. X11, 2/2
●
Initialement peu adapté à l’embarqué
●
Retour grâce à plusieurs éléments :
– Augmentation de la puissance des CPU
embarqués
– Utilisation de l'Atom/x86
– Le pilote accéléré devient commun au desktop
et à l'embarqué
Motif
Qt, GTK
Solutions IHM Linux embarqué 8

9. Le framebuffer 1/2
●
Pilotage de la carte directement par le noyau
(/dev/fb0 → plus de client/serveur)
●
Mode VGA, SVGA, VESA ou (parfois) accéléré
●
Programmation très bas-niveau (pixel)
$ cp /dev/fb0 copie_ecran.raw
●
Avantages :
– Léger (faible consommation RAM)
– Démarrage rapide
●
Inconvénients :
– Pilote spécial → drivers/video
– Peu « standard » par rapport à X11
Solutions IHM Linux embarqué 9

10. Le framebuffer 2/2
●
Exemples d'utilitaires/bibliothèques
disponibles/compatibles
– Bas niveau → fbset, fbi, fbdump, ...
– SVGALIB → DOOM :-)
– DirectFB (abstraction du FB)
– SDL
– Qt
– X11 sur FB
Solutions IHM Linux embarqué 10

11. Bibliothèques graphiques
●
Se placent « au dessus » de X11 ou du
framebuffer
●
Deux catégories
– Les bibliothèques d'abstraction → portabilité
mais pas d'objets graphiques évolués (SDL,
DirectFB)
– Les toolkits graphiques → fournissent des
objets graphiques et peuvent se placer au
dessus des bibliothèques d'abstraction
Qt → X11 (Xlib)
Qt → FB
Qt → DirectFB
Solutions IHM Linux embarqué 11

12. ●
Bibliothèque d’
« abstraction » du
framebuffer
●
Fonctionne avec le
framebuffer Linux
mais également avec
X11 (--enable-x11)
●
Prise en compte des
entrées (souris,
clavier, …)
●
Fournit des pilotes FB
accélérés
Solutions IHM Linux embarqué 12

13. Exemple DirectFB
Solutions IHM Linux embarqué 13

14. ●
Fournit des primitives graphiques ET audio
●
Portables sur Linux, Windows, Mac OS X, QNX,
WinCE, OS2...
●
Pour Linux, utilisable sur framebuffer, DirectFB,
X11
●
Utilisée pour le portage d’applications
graphiques (jeux) et légères
●
Gestion basique de l’écran: fenêtres,
transparence, polices de caractères, ...
Solutions IHM Linux embarqué 14

15. Exemple SDL
Solutions IHM Linux embarqué 15

16. Les « toolkits » graphiques
●
Fournissent un ensemble d’objets graphiques
– Menus
– Boutons
– Boites de dialogues
– WebView !
– Mediaplayer
●
Exemples:
– Athena widgets, OSF-Motif (X11) → obsolète
– Qt
– EFL (Enlightenment, E17)
– GTK+ (Gimp)
– WxWidgets
Solutions IHM Linux embarqué 16

17. ●
Toolkit C++ publiée par Trolltech en 1996 (X11)
●
Outil multi-plateforme (Unix, Windows, MacOS,
Symbian, ...)
●
Connu grâce à KDE !
●
Dernière version: 4.7.4
●
Avantages :
– X11, FB, DirectFB, QVFb, ...
– Excellente documentation
– Outil de conception d'interface (QtCreator)
●
Inconvénients :
– Lourd
– Avenir / Nokia
Solutions IHM Linux embarqué 17

18. Qt sur Mini2440
Solutions IHM Linux embarqué 18

19. EFL
●
Toolkit C basé sur Enlightenment ou E
(actuellement E17)
●
Avantages :
– Peu gourmand en ressources, rapide
– Multiplateforme
– Esthétique, modulaire, configurable
●
Inconvénients
– Peu connu
– Moins de documentation que pour Qt
– Pas de constructeur d'interface
→ Le petit toolkit qui monte :-)
Solutions IHM Linux embarqué 19

20. EFL au frigo !
Solutions IHM Linux embarqué 20

21. ●
Developpé pour GIMP (Gimp ToolKit)
●
Toolkit en C multiplateforme
●
Fonctionne le plus souvent sur X11 → GNOME
●
Assez peu utilisé dans l'embarqué
●
Il existe des adaptations sur FB, mais peu
maintenues
Solutions IHM Linux embarqué 21

22. HTML et/ou Flash
●
Assure une certaine « indépendance » par
rapport à la plateforme
●
Maquettage aisé sur desktop → à double
tranchant
●
Attention, l'installation d'un navigateur (Webkit,
Opera, ...) implique de bonnes capacités
matérielles pour supporter les technologies
récentes
●
Le navigateur lui-même utilise un toolkit !
●
Approche intéressante dans le mobile pour
éviter les divers SDK, mais peut elle s'imposer
dans l'embarqué ?
Solutions IHM Linux embarqué 22

23. Android
●
Android n'est pas une IHM, c'est un OS
●
API de programmation Java (SDK) mais pas de
bytecode Java
●
Système Linux – très - modifié (noyau, libc)
●
NDK en C++ mais peu utilisé
●
Raz de marée en téléphonie
●
Apparition en informatique « industrielle » mais
– Pas de TR
– Compatibilité matérielle
●
Tiré par l'existence de plateformes peu
coûteuses (exemple: tablette SAMSUNG) → mais
peu d'interfaces matérielles
Solutions IHM Linux embarqué 23

24. Questions?
Solutions IHM Linux embarqué 24