NXP AN13948 Intégration de l'application LVGL GUI dans le manuel d'utilisation de la plate-forme Smart HMI

Introduction

NXP a lancé un kit de développement de solutions nommé SLN-TLHMI-IOT. Il se concentre sur les applications IHM intelligentes contenant deux applications - machine à café et ascenseur (l'application Smart Panel sera bientôt disponible).
Pour fournir des informations à l'utilisateur, certains documents de base sont inclus, par example, le guide du développeur.
Le guide présente la conception logicielle de base et l'architecture des applications couvrant tous les composants de la solution.
Ces composants incluent le chargeur de démarrage, le framework et la conception HAL pour aider les développeurs à implémenter plus facilement et plus efficacement leurs applications à l'aide du SLN-TLHMI-IOT.

Pour plus de détails sur les documents et la solution, visitez : Solution IHM intelligente NXP EdgeReady basée sur i.MX RT117H avec ML Vision, voix et interface utilisateur graphique.

Cependant, l'introduction se concentre sur les idées et l'utilisation de base. Du fait de la conformité des logiciels basés sur le framework, il n'est toujours pas facile pour les développeurs de savoir comment implémenter leurs applications.
Pour accélérer le développement, des guides supplémentaires sont nécessaires pour présenter comment implémenter les principaux composants (par example, interface graphique LVGL, vision et reconnaissance vocale) étape par étape.
Par exempleample, les clients doivent avoir leur propre application LVGL GUI différente des applications présentes dans la solution.
Après avoir implémenté leur GUI LVGL avec le GUI Guider fourni par NXP, ils doivent l'intégrer dans la plate-forme logicielle IHM intelligente basée sur le framework.

Cette note d'application décrit comment intégrer l'application LVGL GUI développée par l'utilisateur dans la plate-forme logicielle IHM intelligente basée sur le framework.
Les codes de référence sont également présentés avec cette note d'application.

Note: Cette note d'application n'explique pas comment développer l'interface graphique basée sur LVGL avec l'outil logiciel GUI Guider.

Le plusview du guide LVGL et GUI est décrit dans la section 1.1 et la section 1.2.

Bibliothèque graphique légère et polyvalente
La bibliothèque graphique légère et polyvalente (LVGL) est une bibliothèque graphique gratuite et open source.
Il fournit tout ce dont vous avez besoin pour créer une interface graphique intégrée avec des éléments graphiques faciles à utiliser, de beaux effets visuels et une faible empreinte mémoire.

Guide de l'interface graphique
GUI Guider est un outil de développement d'interface utilisateur graphique convivial de NXP qui permet le développement rapide d'affichages de haute qualité avec la bibliothèque graphique open source LVGL.
L'éditeur glisser-déposer de GUI Guider facilite l'utilisation des nombreuses fonctionnalités de LVGL. Ces fonctionnalités incluent des widgets, des animations et des styles pour créer une interface graphique avec un codage minimal ou nul.
D'un simple clic sur un bouton, vous pouvez exécuter votre application dans un environnement simulé ou l'exporter vers un projet cible.
Le code généré à partir de GUI Guider peut facilement être ajouté à votre projet, accélérant le processus de développement et vous permettant d'ajouter une interface utilisateur intégrée à votre application de manière transparente.
GUI Guider peut être utilisé gratuitement avec les MCU à usage général et croisés NXP et inclut des modèles de projet intégrés pour plusieurs plates-formes prises en charge.
Pour en savoir plus sur le développement LVGL et GUI sur GUI Guider, visitez https://lvgl.io/ et GUI Guider.

Environnement de développement

Préparer et configurer l'environnement de développement pour développer et intégrer une application GUI à la plate-forme IHM intelligente.

Environnement matériel

Le matériel suivant est requis pour la démonstration après le développement :

• Le kit de développement IHM intelligent basé sur NXP i.MX RT117H
• SEGGER J-Link avec un adaptateur Cortex-M à 9 broches

Environnement logiciel
Les outils logiciels et leurs versions utilisés dans cette note d'application sont présentés ci-dessous :

• Guide d'interface graphique V1.5.0-GA
• IDE MCUXpresso V11.7.0
  Note: Un bogue dans les versions antérieures à 11.7.0 n'autorise pas les projets multicœurs intégrés appropriés.
  Par conséquent, la version 11.7.0 ou supérieure est requise.
• Kit de développement logiciel RT1170 V2.12.1
• Plate-forme logicielle SLN-TLHMI-IOT - codes sources IHM intelligents publiés dans notre référentiel GitHub officiel

Pour en savoir plus sur la configuration et l'installation de l'environnement matériel et logiciel, consultez Mise en route avec le SLN-TLHMI-IOT (document MCU-SMHMI-GSG).

Intégrez l'application LVGL GUI dans la plate-forme IHM intelligente

La plate-forme logicielle IHM intelligente est construite sur une architecture de cadre. Les développeurs ont du mal à ajouter leur application LVGL GUI à la plate-forme logicielle IHM intelligente, même s'ils lisent le guide du développeur et connaissent le framework.
Les sections suivantes expliquent comment l'implémenter étape par étape.

Développer l'application LVGL GUI sur GUI Guider
Comme mentionné ci-dessus, comment développer l'interface graphique LVGL sur GUI Guider n'est pas l'accent mis dans cette note d'application.
Mais un ex GUIample est nécessaire.
Par conséquent, un modèle d'interface graphique simple nommé Slider Progress fourni dans GUI Guider est sélectionné comme ex de l'interface graphique.ample pour une configuration rapide.
Le modèle d'interface graphique Slider Progress est utilisé car il contient une image requise pour démontrer la création de ressources d'image dans l'application.
L'interface graphique example est très simple à générer : Pour créer un projet avec la bibliothèque LVGL mise à jour V8.3.2 et le modèle de carte comme MIMXRT1176xxxxx, reportez-vous au Guide de l'utilisateur de GUI Guider (document GUIGUIDERUG).
La figure 1 montre les paramètres du projet.

Note: Le type de panneau doit être sélectionné, comme indiqué dans l'encadré rouge de la figure 1, car il est utilisé sur la carte de développement actuelle.

Après avoir créé le projet, exécutez le simulateur pour générer les codes de l'interface graphique LVGL associés et créez également le projet.
Vous pouvez vérifier l'effet de l'interface graphique example sur le simulateur.

Figure 1. Configuration du projet GUI sur GUI Guider

Créez votre projet sur une IHM intelligente
Note: Tout d'abord, créez votre projet sur MCUXpresso IDE.

Après l'interface graphique LVGL exampLe fichier a été construit, il peut aller à la cible principale pour l'intégrer dans la plate-forme logicielle IHM intelligente sur le projet MCUXpresso pour la mise en œuvre de votre application GUI.
La méthode simple et rapide consiste à cloner le projet d'application en cours présenté sur la plate-forme IHM intelligente.
L'application d'ascenseur est le meilleur choix en tant que source clonée car elle a une implémentation simple.

Pour créer votre projet, suivez les étapes ci-dessous :

1. Copiez et collez le dossier "ascenseur" dans le code source de l'IHM intelligente clonée à partir de GitHub. Renommez-le par le vôtre.
   Pour cet example, nous avons choisi "slider_progress", suivant le nom de l'interface graphique example.
2. Dans le dossier "slider_progress", entrez le dossier "lvgl_vglite_lib" contenant le projet LVGL GUI.
3. Ouvrir le projet lié files .cproject et .project et remplacez toute la chaîne "elevator" par la chaîne de nom de votre projet "slider_progress".
4. Effectuez le remplacement similaire pour les deux projets files dans les dossiers « cm4 » et « cm7 ».
   Configurez votre projet en clonant le projet d'ascenseur files.
   Comme indiqué dans Figure 2 vos projets peuvent maintenant être ouverts dans MCUXpresso IDE de la même manière que le projet d'ascenseur.

Figure 2. Configuration des projets sur MCUXpresso

Construire les ressources pour une IHM intelligente
Généralement, les images sont utilisées dans l'interface graphique (les sons sont également utilisés dans les invites vocales).
Les images et les sons sont appelés ressources, stockés dans un flash en séquence. Avant de les programmer sur flash, les ressources doivent être intégrées dans un binaire file.
Le travail principal consiste à remplacer les noms de l'application de référence (ascenseur) par les vôtres.

Pour ce faire, suivez les étapes ci-dessous :

1. Supprimez le dossier "images" cloné sous slider_progress/resource.
2. Copiez le dossier "images" sous \generated dans votre projet GUI Guider.
3. Collez-le sous slider_progress/resource (c'est-à-dire, utilisez vos propres images plutôt que celles de l'application d'ascenseur.).
4. Supprimer le *.mk file utilisé pour GUI Guider dans le dossier "images".
5. Renommer le files élévateur_resource.txt, élévateur_resource_build.bat et élévateur_resource_build.sh dans le dossier « ressource » au nom de votre projet slider_progress_resource.txt, slider_progress_resource_build.bat et slider_progress_resource_build.sh.
   Remarque:
   • ascenseur_resource.txt : contenant les chemins et les noms de toutes les ressources (images et sons) utilisées dans l'application.
   • ascenseur_resource_build.bat/elevator_resource_build.sh : utilisé pour créer les ressources dans Windows et Linux en conséquence.
6. Après avoir ouvert le slider_progress_resource.txt file, remplacez toutes les chaînes "elevator" par "slider_progress".
7. Supprimez toutes les anciennes images et ajoutez-en de nouvelles avec votre image file noms (ici "_scan_example_597x460.c"), comme l'image ../../slider_progress/resource/images/_scan_example_597x460.c.
8. Ouvrez le slider_progress_resource.bat file pour Windows et remplacez toutes les chaînes "elevator" par "slider_progress". Faites de même pour le file slider_progress_resource.sh pour Linux.
9. Double-cliquez sur le lot file slider_progress_resource_build.bat pour Windows.
10. La fenêtre de commande apparaît et s'exécute automatiquement pour générer le binaire de la ressource d'image file contenant les données d'image et les informations d'accès aux ressources contenant des codes C pour définir tous les emplacements d'image en flash et la taille totale en octets des images.
    Après avoir affiché le message "Resource Generation Complete !", le fichier binaire de la ressource d'image file nommé slider_progress_resource.bin et les informations d'accès à la ressource file nommés resource_information_table.txt sont générés dans le dossier « resource ».
    Le binaire de ressource d'image file est programmé sur la mémoire flash et les informations d'accès aux ressources sont utilisées pour accéder aux ressources sur l'IHM intelligente (voir Section 3.4.1).

Intégrez l'application LVGL GUI dans l'IHM intelligente
Les codes d'application de l'interface graphique LVGL (voici l'ex de l'interface graphique SliderProgressample) et les ressources d'image construites, y compris les informations d'accès, peuvent être ajoutées à l'IHM intelligente.
De plus, pour implémenter votre application LVGL GUI sur une IHM intelligente, il est nécessaire d'ajouter les périphériques HAL liés à LVGL GUI et les configurations associées.
L'application LVGL GUI s'exécute sur le noyau M4 et l'implémentation associée se trouve presque dans le projet M4 "sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4".
Les étapes détaillées sont décrites dans d'autres sous-sections.

Ajouter des codes et des ressources d'interface graphique LVGL
Les codes d'application LVGL GUI utilisés pour l'IHM intelligente se trouvent dans les dossiers "personnalisé" et "généré" dans le projet GUI Guider.

Pour ajouter les codes à l'IHM intelligente, suivez les étapes ci-dessous :

1. Remplacez custom.c et custom.h sous slider_progress/cm4/custom/ par ceux du dossier « custom » dans le projet GUI Guider.
2. Supprimez les dossiers "générés" de slider_progress/cm4/.
   Copiez ensuite le dossier "generated" du projet GUI Guider et collez-le dans slider_progress/cm4/.
3. Supprimez les dossiers « image » et « mPythonImages » et tous les files *.mk et *.py dans le dossier « généré ».
   Comme mentionné ci-dessus, les images du dossier "image" sont intégrées dans un fichier binaire de ressources file, le dossier « image » n'est donc pas requis.
   Le dossier "mPythonImages" et tous les files *.mk et *.py sont indésirables pour l'IHM intelligente.
4. Pour ajouter un contrôle mutex basé sur la plate-forme IHM intelligente et définir les emplacements d'image sur le flash, modifiez le file custom.c sur MCUXpresso IDE.
   Ceux-ci sont tous définis par RT_PLATFORM.
5. Projet d'ascenseur ouvert sur MCUXpresso IDE. Recherchez la définition de macro RT_PLATFORM dans custom.c sous sln_smart_tlhmi_elevator_cm4 > custom et copiez toutes les lignes de code de #if defined(RT_PLATFORM) à #endif, et collez-les dans le file custom.c sous sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4 > personnalisé.
6. Supprimez les lignes de code sous #else contenant #else car elles sont utilisées pour l'interface graphique de l'ascenseur.
   Les lignes de code ajoutées couvrent les éléments suivants :
   
   • L'inclure filesont les suivants :
     
     
   • La déclaration de variable est la suivante :
     
   • Les codes C dans la fonction custom_init() sont les suivants :
     
     
   • Les codes C pour les fonctions _takeLVGLMutex(), _giveLVGLMutex() et setup_imgs() où les emplacements de toutes les images sont définis.
7. Remplacez les codes dans la fonction setup_imgs() par les codes de configuration d'emplacement pour les images dans le fichier resource_information_table.txt file (voir Section 3.3).
   Dans cette note d'application, il n'y a qu'une seule ressource d'image configurée comme : _scan_example_597x460.data = (base + 0); Après l'avoir fait, la fonction setup_imgs() est illustrée ci-dessous :
   
8. Pour ajouter la définition de macro et la déclaration de fonction liées à custom.c, modifiez custom.h file sous sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4 > personnalisé, comme indiqué ci-dessous :
   
9. Pour définir les images dans votre application LVGL GUI, modifiez le fichier lvgl_images_internal.h file sous sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4 > personnalisé.
   • Ouvrir une image *.c file (voici _scan_example_597x460.c) sous /generated/ image/ dans le projet GUI Guider.
     Copiez la définition de l'image à la fin du file. Collez-le dans le lvgl_images_internal.h file après avoir supprimé toutes les définitions d'origine sur les images pour l'application d'ascenseur.
   • Supprimer .data = _scan_example_597x460_map dans le tableau puisque le .data est défini dans la fonction setup_imgs().
     Le tableau est défini finalement dans le lvgl_images_internal.h file, comme indiqué ci-dessous :
     
     Remarque: Répétez les opérations ci-dessus pour toutes les images files un par un s'il y a plusieurs images files.
10. Configurez la taille totale de la ressource image en définissant la définition de macro APP_LVGL_IMGS_SIZE dans app_config.h file sous sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm7 > source avec la nouvelle taille des images.
    Cette nouvelle taille est disponible dans la ressource construite resource_information_table.txt file.

Ajouter des appareils et des configurations HAL
Sur la base de l'architecture du cadre, deux périphériques HAL (dispositifs d'affichage et de sortie) sont conçus pour l'application LVGL GUI.
Les implémentations des deux appareils sont différentes selon les différentes applications GUI LVGL bien qu'il existe des conceptions d'architecture communes pour eux.
Ils sont mis en œuvre séparément en deux files.
Par conséquent, il doit cloner les deux files de l'application d'ascenseur actuelle et modifiez votre application LVGL GUI.
Ensuite, activez vos appareils dans la configuration file.
Votre application LVGL GUI est construite sur la plate-forme IHM intelligente basée sur le framework.

Les modifications détaillées peuvent être effectuées dans l'IDE MCUXpresso, comme indiqué ci-dessous :

• Mettre en œuvre le dispositif HAL d'affichage
  1. Copiez et collez le hal_display_lvgl_elevator.c file sous le groupe sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4 > framework > hal > display on MCUXpresso project. Renommez-le en hal_display_lvgl_sliderprogress.c pour votre application.
  2. Ouvrir le file hal_display_lvgl_sliderprogress.c et remplacez toutes les chaînes "elevator" par votre chaîne d'application "SliderProgress" dans le file.
• Mettre en œuvre le périphérique HAL de sortie
  1. Copiez et collez le hal_output_ui_elevator.c file sous le groupe sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4 > framework > hal > output sur le projet MCUXpresso. Renommez-le en hal_output_ui_sliderprogress.c pour votre application.
  2. Ouvrir le file hal_output_ui_sliderprogress.c. Supprimez toutes les fonctions liées à l'application d'ascenseur, à l'exception des fonctions communes de base suivantes de l'appareil HAL :
     HAL_OutputDev_UiElevator_Init();
     HAL_OutputDev_UiElevator_Deinit();
     HAL_OutputDev_UiElevator_Start();
     HAL_OutputDev_UiElevator_Stop();
     HAL_OutputDev_UiElevator_InferComplete();
     HAL_OutputDev_UiElevator_InputNotify();
     De plus, réservez les déclarations des deux fonctions ci-dessous :
     APP_OutputDev_UiElevator_InferCompleteDecode();
     APP_OutputDev_UiElevator_InputNotifyDecode();
  3. Nettoyez la fonction HAL_OutputDev_UiElevator_InferComplete() pour construire votre application plus tard.
     Dans la fonction, supprimez les deux appels de fonction _InferComplete_Vision() et _InferComplete_Voice() utilisés pour gérer les résultats des algorithmes de vision et de voix pour l'application d'ascenseur.
  4. Nettoyez la fonction HAL_OutputDev_UiElevator_InputNotify() et conservez l'architecture de base pour le développement ultérieur de l'application.
     Enfin, la fonction se présente comme suit :
     
  5. Supprimez toutes les déclarations de variables, y compris l'énumération et le tableau, à l'exception de celles s_UiSurface et s_AsBuffer[] utilisées pour les implémentations courantes.
  6. Remplacez toutes les chaînes "ascenseur" par la chaîne de votre application "SliderProgress".
• Activer et configurer les deux appareils HAL
  1. Ouvrez le board_define.h file sous sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4 > carte.
     Remplacez toutes les chaînes "elevator" par votre chaîne d'application "SliderProgress" dans le file.
     Il active et configure les périphériques d'affichage et de sortie HAL par les définitions ENABLE_DISPLAY_DEV_LVGLSliderProgress et ENABLE_OUTPUT_DEV_UiSliderProgress.
  2. Ouvrez le lvgl_support.c file sous sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4 > carte. Remplacez toutes les chaînes "elevator" par votre chaîne d'application "SliderProgress" dans le file.
     Il permet à la caméra de préview sur l'interface graphique au niveau du pilote d'affichage.
• Enregistrez les deux appareils HAL
  Ouvrez le fichier principal M4 sln_smart_tlhmi_cm4.cpp file sous sln_smart_tlhmi_slider_progress_cm4 > source.
  Remplacez toutes les chaînes "elevator" par votre chaîne d'application "SliderProgress" dans le file.
  Il enregistre le périphérique HAL d'affichage et de sortie pour votre application au lieu de l'application d'ascenseur.
  Par conséquent, l'intégration est terminée pour l'exécution de l'application GUI LVGL de base sur l'IHM intelligente.
  En fonction des exigences supplémentaires de l'application, d'autres implémentations peuvent être ajoutées en fonction de l'application de base intégrée.

Démonstration

La démo de l'application "slider_progress" est implémentée avec cette note d'application.

Après avoir décompressé le package logiciel de démonstration, mettez le ci-dessous files et dossier dans le logiciel smart HMI :

• Le file hal_display_lvgl_sliderprpgress.c sous [demo]\framework\hal\display\ vers le chemin [smart HMI]\framework\hal\display\
• Le file hal_output_ui_slider_progress.c sous [demo]\framework\hal\output\ vers le chemin [smart HMI]\framework\hal\output\
• Le dossier "slider_progress" vers le chemin racine de [smart HMI]\
  Les projets peuvent être ouverts sur MCUXpresso IDE, tout comme l'application machine à café/ascenseur présentée sur la plate-forme IHM intelligente.
  Après avoir programmé le *.axf construit file à l'adresse 0x30100000 et la ressource binaire file à l'adresse 0x30700000, la démonstration de l'interface graphique LVGL peut s'exécuter avec succès sur la carte de développement IHM intelligente (voir la figure 3 pour l'affichage à l'écran).
  Note: Si vous utilisez la v1.7.0 de MCUXpresso IDE, activez le "Manage link script" dans le paramètre > MCU C++ Linker > Managed Linker Script avant de créer le projet CM4.
  Figure 3. Affichage de démonstration de l'interface graphique LVGL sur la carte de développement IHM intelligente
  
  

Historique des révisions

L'historique des révisions résume les révisions apportées à ce document.

Tableau 1. Historique des révisions

Remarque sur le code source dans le document

ExampLe code présenté dans ce document est protégé par les droits d'auteur et la licence BSD-3-Clause suivants :
Copyright 2023 NXP La redistribution et l'utilisation sous forme source et binaire, avec ou sans modification, sont autorisées à condition que les conditions suivantes soient remplies :

1. Les redistributions du code source doivent conserver l'avis de droit d'auteur ci-dessus, cette liste de conditions et la clause de non-responsabilité suivante.
2. Les redistributions sous forme binaire doivent reproduire l'avis de droit d'auteur ci-dessus, cette liste de conditions et la clause de non-responsabilité suivante dans la documentation et/ou d'autres éléments doivent être fournis avec la distribution.
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Documents / Ressources

NXP AN13948 Intégration de l'application LVGL GUI dans la plate-forme Smart HMI [pdf] Manuel de l'utilisateur AN13948 Intégration de l'application LVGL GUI dans la plate-forme Smart HMI, AN13948, Intégration de l'application LVGL GUI dans la plate-forme Smart HMI

Références

• Manuel d'utilisation