Qt থেকে STM32 পোর্ট করা হচ্ছে

শুভ অপরাহ্ন আমরা প্রকল্পে আছি এমবক্স STM32F7-ডিসকভারিতে Qt চালু করেছে এবং এটি সম্পর্কে কথা বলতে চাই। এর আগে, আমরা ইতিমধ্যেই বলেছি কিভাবে আমরা চালু করতে পেরেছি OpenCV.

Qt হল একটি ক্রস-প্ল্যাটফর্ম ফ্রেমওয়ার্ক যা শুধুমাত্র গ্রাফিকাল উপাদানগুলিই নয়, QtNetwork, ডেটাবেসের সাথে কাজ করার জন্য ক্লাসের একটি সেট, অটোমেশনের জন্য Qt (IoT বাস্তবায়ন সহ) এবং আরও অনেক কিছু অন্তর্ভুক্ত করে। Qt টিমের বিকাশকারীরা এমবেডেড সিস্টেমে Qt-এর ব্যবহারের পূর্বাভাস দিয়েছেন, তাই লাইব্রেরিগুলি বেশ ভালভাবে কনফিগারযোগ্য। যাইহোক, সম্প্রতি অবধি, খুব কম লোকই মাইক্রোকন্ট্রোলারে Qt পোর্ট করার কথা ভেবেছিল, সম্ভবত এই ধরনের কাজটি কঠিন বলে মনে হচ্ছে - Qt বড়, MCU ছোট।

অন্যদিকে, এই মুহুর্তে মাল্টিমিডিয়ার সাথে কাজ করার জন্য এবং প্রথম পেন্টিয়ামগুলিকে ছাড়িয়ে যাওয়ার জন্য ডিজাইন করা মাইক্রোকন্ট্রোলার রয়েছে। প্রায় এক বছর আগে Qt ব্লগে হাজির পোস্ট. বিকাশকারীরা RTEMS OS-এর অধীনে Qt-এর একটি পোর্ট তৈরি করেছে, এবং stm32f7 চলমান বেশ কয়েকটি বোর্ডে উইজেট সহ উদাহরণগুলি চালিয়েছে। আমরা এই বিষয়ে আগ্রহী. এটি লক্ষণীয় ছিল, এবং বিকাশকারীরা নিজেরাই এটি সম্পর্কে লিখেছেন যে Qt STM32F7-Discovery-এ ধীর হয়ে যায়। আমরা ভাবছিলাম যে আমরা এমবক্সের অধীনে Qt চালাতে পারি, এবং শুধুমাত্র একটি উইজেট আঁকতে পারি না, একটি অ্যানিমেশন চালাতে পারি।

Qt 4.8 দীর্ঘ সময়ের জন্য Embox এ পোর্ট করা হয়েছে, তাই আমরা এটি ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। আমরা মুভব্লকস অ্যাপ্লিকেশন বেছে নিয়েছি - স্প্রিংজি অ্যানিমেশনের একটি উদাহরণ।

QEMU-তে Qt মুভব্লক

শুরু করার জন্য, আমরা সম্ভব হলে অ্যানিমেশন সমর্থন করার জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানগুলির ন্যূনতম সেটের সাথে Qt কনফিগার করি। এর জন্য একটি বিকল্প আছে "-qconfig minimal,small, medium..."। এটিতে অনেকগুলি ম্যাক্রো সহ Qt থেকে একটি কনফিগারেশন ফাইল রয়েছে - কী সক্ষম করতে হবে / কী নিষ্ক্রিয় করতে হবে৷ এই বিকল্পের পরে, আমরা যদি অতিরিক্ত কিছু অক্ষম করতে চাই তবে আমরা কনফিগারেশনে অন্যান্য পতাকা যুক্ত করি। এখানে আমাদের একটি উদাহরণ কনফিগারেশন.

Qt কাজ করার জন্য, আপনাকে একটি OS সামঞ্জস্যপূর্ণ স্তর যোগ করতে হবে। একটি উপায় হল QPA (Qt Platform Abstraction) বাস্তবায়ন করা। Qt-এর অংশ হিসাবে প্রস্তুত-তৈরি fb_base প্লাগইনটিকে একটি ভিত্তি হিসাবে নেওয়া হয়েছিল, যার ভিত্তিতে লিনাক্সের জন্য QPA কাজ করে। ফলাফল হল একটি ছোট এমবক্সএফবি প্লাগইন যা এমবক্সের ফ্রেমবাফারের সাথে Qt প্রদান করে এবং তারপর এটি বাইরের সাহায্য ছাড়াই সেখানে আঁকে।

এই প্লাগইন মত দেখায় কি

QEmboxFbIntegration::QEmboxFbIntegration()
    : fontDb(new QGenericUnixFontDatabase())
{
    struct fb_var_screeninfo vinfo;
    struct fb_fix_screeninfo finfo;
    const char *fbPath = "/dev/fb0";

    fbFd = open(fbPath, O_RDWR);
    if (fbPath < 0) {
        qFatal("QEmboxFbIntegration: Error open framebuffer %s", fbPath);
    }
    if (ioctl(fbFd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo) == -1) {
        qFatal("QEmboxFbIntegration: Error ioctl framebuffer %s", fbPath);
    }
    if (ioctl(fbFd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo) == -1) {
        qFatal("QEmboxFbIntegration: Error ioctl framebuffer %s", fbPath);
    }
    fbWidth        = vinfo.xres;
    fbHeight       = vinfo.yres;
    fbBytesPerLine = finfo.line_length;
    fbSize         = fbBytesPerLine * fbHeight;
    fbFormat       = vinfo.fmt;
    fbData = (uint8_t *)mmap(0, fbSize, PROT_READ | PROT_WRITE,
                             MAP_SHARED, fbFd, 0);
    if (fbData == MAP_FAILED) {
        qFatal("QEmboxFbIntegration: Error mmap framebuffer %s", fbPath);
    }
    if (!fbData || !fbSize) {
        qFatal("QEmboxFbIntegration: Wrong framebuffer: base = %p,"
               "size=%d", fbData, fbSize);
    }

    mPrimaryScreen = new QEmboxFbScreen(fbData, fbWidth,
                                        fbHeight, fbBytesPerLine,
                                        emboxFbFormatToQImageFormat(fbFormat));

    mPrimaryScreen->setPhysicalSize(QSize(fbWidth, fbHeight));
    mScreens.append(mPrimaryScreen);

    this->printFbInfo();
}

এবং এইভাবে redraw দেখতে হবে

QRegion QEmboxFbScreen::doRedraw()
{
    QVector<QRect> rects;
    QRegion touched = QFbScreen::doRedraw();

    DPRINTF("QEmboxFbScreen::doRedrawn");

    if (!compositePainter) {
        compositePainter = new QPainter(mFbScreenImage);
    }

    rects = touched.rects();
    for (int i = 0; i < rects.size(); i++) {
        compositePainter->drawImage(rects[i], *mScreenImage, rects[i]);
    }
    return touched;
}

ফলস্বরূপ, মেমরি আকারের জন্য কম্পাইলার অপ্টিমাইজেশান সক্ষম -Os, লাইব্রেরি চিত্রটি 3.5 এমবি হয়ে উঠেছে, যা অবশ্যই STM32F746 এর মূল মেমরির সাথে খাপ খায় না। যেমনটি আমরা OpenCV সম্পর্কে আমাদের অন্য নিবন্ধে লিখেছি, এই বোর্ডে রয়েছে:

• 1 এমবি রম
• 320 KB RAM
• 8 MB SDRAM
• 16 MB QSPI

যেহেতু QSPI থেকে কোড চালানোর জন্য সমর্থন ইতিমধ্যেই OpenCV-এর জন্য যোগ করা হয়েছে, তাই আমরা QT-এর সাথে সম্পূর্ণ Embox ইমেজ QSPI-তে লোড করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। এবং হুররে, QSPI থেকে প্রায় অবিলম্বে সবকিছু শুরু হয়! কিন্তু OpenCV-এর ক্ষেত্রে, এটি খুব ধীর হয়ে উঠেছে।

অতএব, আমরা এটি করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি - প্রথমে আমরা ছবিটি QSPI তে অনুলিপি করি, তারপর আমরা এটি SDRAM এ লোড করি এবং সেখান থেকে কার্যকর করি। SDRAM থেকে এটি একটু দ্রুত হয়ে উঠেছে, কিন্তু এখনও QEMU থেকে অনেক দূরে।

তারপরে একটি ভাসমান বিন্দু অন্তর্ভুক্ত করার ধারণা ছিল - সর্বোপরি, Qt অ্যানিমেশনে স্কোয়ারগুলির স্থানাঙ্কগুলির কিছু গণনা করে। আমরা চেষ্টা করেছি, কিন্তু এখানে আমরা একটি দৃশ্যমান ত্বরণ পাইনি, যদিও ভিতরে প্রবন্ধ Qt বিকাশকারীরা দাবি করেছে যে FPU টাচস্ক্রীনে "ড্র্যাগিং অ্যানিমেশন" এর জন্য একটি উল্লেখযোগ্য গতি বৃদ্ধি করে। মুভব্লকগুলিতে উল্লেখযোগ্যভাবে কম ভাসমান পয়েন্ট গণনা হতে পারে এবং এটি নির্দিষ্ট উদাহরণের উপর নির্ভর করে।

ফ্রেমবাফারটিকে SDRAM থেকে অভ্যন্তরীণ মেমরিতে স্থানান্তর করার ধারণাটি সবচেয়ে কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে। এটি করার জন্য, আমরা পর্দার আকার 480x272 নয়, 272x272 করেছি। আমরা রঙের গভীরতা A8R8G8B8 থেকে R5G6B5-এ কমিয়েছি, এইভাবে এক পিক্সেলের আকার 4 থেকে 2 বাইট কমিয়েছি। আমরা ফ্রেমবাফার সাইজ পেয়েছি 272*272*2 = 147968 বাইট। এটি একটি উল্লেখযোগ্য গতি দিয়েছে, সম্ভবত সবচেয়ে লক্ষণীয়, অ্যানিমেশনটি প্রায় মসৃণ হয়ে উঠেছে।

সর্বশেষ অপ্টিমাইজেশানটি ছিল RAM থেকে Embox কোড এবং SDRAM থেকে Qt প্রয়োগ করা। এটি করার জন্য, আমরা প্রথমে, যথারীতি, স্থিরভাবে Qt-এর সাথে Embox লিঙ্ক করি, কিন্তু আমরা লাইব্রেরির পাঠ্য, রোডাটা, ডেটা এবং bss বিভাগগুলিকে QSPI-তে রাখি যাতে এটি পরে SDRAM-এ অনুলিপি করা যায়।

section (qt_text, SDRAM, QSPI)
phdr	(qt_text, PT_LOAD, FLAGS(5))

section (qt_rodata, SDRAM, QSPI)
phdr	(qt_rodata, PT_LOAD, FLAGS(5))

section (qt_data, SDRAM, QSPI)
phdr	(qt_data, PT_LOAD, FLAGS(6))

section (qt_bss, SDRAM, QSPI)
phdr	(qt_bss, PT_LOAD, FLAGS(6))

রম থেকে এমবক্স কোড কার্যকর করার মাধ্যমে, আমরা একটি লক্ষণীয় গতিও পেয়েছি। ফলস্বরূপ, অ্যানিমেশনটি বেশ মসৃণ হয়ে উঠেছে:

ইতিমধ্যেই একেবারে শেষের দিকে, নিবন্ধটি প্রস্তুত করা এবং Embox-এর বিভিন্ন কনফিগারেশন চেষ্টা করে দেখা গেল যে QT মুভব্লকগুলি SDRAM-এ একটি ফ্রেমবাফার সহ QSPI থেকে দুর্দান্ত কাজ করে, এবং বাধাটি ঠিক ফ্রেমবাফারের আকার ছিল! স্পষ্টতই, প্রাথমিক "স্লাইডশো" কাটিয়ে উঠতে, ফ্রেমবাফারের আকারে একটি সাধারণ হ্রাসের কারণে একটি 2-গুণ ত্বরণ যথেষ্ট ছিল। কিন্তু শুধুমাত্র এমবক্স কোডকে বিভিন্ন দ্রুত স্মৃতিতে স্থানান্তর করে এমন ফলাফল অর্জন করা সম্ভব ছিল না (ত্বরণ 2 নয়, প্রায় 1.5 গুণ)।

কিভাবে নিজে চেষ্টা করবেন

আপনার যদি STM32F7-Discovery থাকে, তাহলে আপনি নিজেই Embox এর অধীনে Qt চালাতে পারেন। আপনি পড়তে পারেন এটা কিভাবে করা হয় আমাদের উইকি.

উপসংহার

ফলস্বরূপ, আমরা Qt শুরু করতে পেরেছি! টাস্কের জটিলতা, আমাদের মতে, কিছুটা অতিরঞ্জিত। স্বাভাবিকভাবেই, আপনাকে মাইক্রোকন্ট্রোলারের বিশেষত্ব বিবেচনা করতে হবে এবং সাধারণত কম্পিউটিং সিস্টেমের আর্কিটেকচার বুঝতে হবে। অপ্টিমাইজেশান ফলাফলগুলি সুপরিচিত সত্যের দিকে নির্দেশ করে যে একটি কম্পিউটিং সিস্টেমে বাধা প্রসেসর নয়, মেমরি।

এ বছর আমরা উৎসবে অংশগ্রহণ করব টেক ট্রেন. সেখানে আমরা আরও বিস্তারিতভাবে বলব এবং মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলিতে Qt, OpenCV এবং আমাদের অন্যান্য অর্জনগুলি দেখাব।

উত্স: www.habr.com