做家常便饭网站,南京网站制作电话,可玩儿小程序可以加盟么,烟台建站价格继上篇《基于MCU平台的HMI开发的性能优化与实战#xff08;上#xff09;》深入探讨了提升MCU平台HMI开发效率和应用性能的策略后#xff0c;本文将专注于NXP i.MX RT1170 MCU平台的仪表盘开发实践。我们将重点介绍Qt for MCUs的优化技巧#xff0c;展示如何通过实际案例应…继上篇《基于MCU平台的HMI开发的性能优化与实战上》深入探讨了提升MCU平台HMI开发效率和应用性能的策略后本文将专注于NXP i.MX RT1170 MCU平台的仪表盘开发实践。我们将重点介绍Qt for MCUs的优化技巧展示如何通过实际案例应用这些策略以实现高效且性能卓越的HMI解决方案。
NXP的i.MX RT1170是一款高性能双核MCU集成1GHz Arm Cortex-M7和400MHz Cortex-M4内核提供2MB SRAM和高级安全功能。它支持多种媒体功能和实时性能适用于消费电子、工业和汽车应用。 上图展示的HMI仪表设计图融入了丰富元素如实时速度、导航、车辆与电池状态以及伪3D效果、动态车道线和多图层图像叠加等。这些设计在MCU平台上的精确实现对HMI的高保真呈现构成了挑战。
我们将深入探讨这一设计在实际开发中的应用策略。通过实施9项关键优化显著降低了资源消耗并增强了程序性能确保了MCU平台上动画的流畅性从而提升了用户体验。 复用一个Text文本框达到多个Text的显示效果 UI设计中有许多文字部分比如说像上图所示的能耗部分的文字显示从常规思维来说 “XXX km”、“XXX wh/km”和“XX.X Kmh”三部分因为数字和单位的文字大小不一样通常会用6个Text元素实现但是会增加文本布局的计算开销因此我们复用一个Text文本框以达到和多个Text相同的显示效果避免多次针对文本的布局计算。 烘焙素材考虑素材之间的层叠关系 在HMI开发中为避免速度表动画因多图叠加导致的性能问题我们优化了素材的层叠处理。原先通过五张图叠加实现的动效因频繁像素计算而造成动画卡顿。我们对方案进行了改进将指针、内外光晕合并为一张图并仅使用上半部分。通过调整旋转中心实现指针转动效果这样既减少了图像处理的计算量也降低了素材数量有效节约了资源提升了动画流畅度。 图片素材优化
UI设计给出的图片资源中有些图片规格很大然而并不是整张图片的内容都会被用到但是没有用到的图片内容在运行时也进行了像素计算这部分计算就是多余的资源开销此时我们就需要对图片进行剪切将不需要的图片内容剪裁掉避免资源浪费。 降低图片编码渲染格式
在UI设计中我们根据图片的像素精细度需求为它们分配了不同的编码渲染格式。例如对于像素要求较低的纯色图像我们采用ARGB4444格式而对于细节丰富、色彩复杂的图像则使用ARGB8888格式以保证质量。更多细节请参考上一期的详细解析。 使用PathSVG来替代部分图片 PathSVG 是一个 SVG (Scalable Vector Graphics) 文件中的元素通常用于定义矢量图形的路径。SVG 是一种基于 XML 的文件格式用于描述二维矢量图形。Path 元素是其中最重要和最常用的元素之一可以用来绘制任意形状的路径如直线、曲线和复杂的多边形。如上图所示为能耗突变的矩形框我们可以使用PathSVG绘制矩形框使用Gradient实现矩形框内颜色渐变减少了图片渲染。 数字动画替代Timer 仪表界面上有许多数值是随着时间变化而不断变化的通常我们会绑定value通过调用Timer不断改变value的数值实现界面数据变化但当Timer正在运行且其属性之一发生更改时经过的时间会被重置发生“脏事件”检查占用大量CPU所以我们使用NumberAnimation代替Timer增加运行性能。 优化Text写法
如下表所示优化前相当于在设置字体相关属性之前先使用了一个Qt.font对象随后又对其进行数值修改优化后相当于直接构建一个自定义的Qt.font对象。这样的操作减少了多余的计算开销在同时存在多个Text而且Text属性需时刻相同时效果尤为明显。 编译器优化
编译器优化是一个复杂的领域它使用了一系列的技术和策略可以在保持程序语义不变的情况下提高程序的运行速度并减小可执行文件的大小。同时编译器提供多个优化级别允许开发人员在性能和可维护性之间进行权衡例如GCC和Clang等编译器提供了如下的优化级别
O0无优化默认的优化级别编译器不执行任何优化。O1基本优化执行一些基本的优化操作如删除未使用的变量、内联简单函数等。O2中级优化进行了更多的优化操作包括更大范围的内联、循环展开、函数调用图优化等。O3高级优化进行了更深入的优化操作如更大范围的内联、循环变形、自动向量化等。
在MCU仪表的开发中我们采用Ofast编译模式以确保程序运行效率最大化。Ofast模式通过结合-O3和-ffast-math的优化特性提供了一种极端的优化设置。这种设置能够充分利用CPU的多核和向量化指令集等硬件特性显著提升程序的执行速度。尽管使用这种模式会增加程序的编译时间但为了性能考虑这种取舍是必要的。 启用图片资源压缩
当处理图片显示时MCU会先将图片数据从外部ROM复制到外部RAM经过缩放、旋转等处理后复制到图像缓冲区中其中外部ROM-外部RAM的步骤会消耗大量的运行时间影响程序运行速度为解决此问题我们配置了以下三个参数
resourceCachePolicy
配置resourceCachePolicy: “OnDemand”启用图像缓存此时图像在首次加载并使用后并不会立刻被释放而是保存在一个专门的缓存空间内在下次使用时将直接从缓存中拿取避免了重复加载图像带来的时间开销。
maxResourceCacheSize
设置maxResourceCacheSize: xxxxxxxx可配置最大缓存空间。
resourceCompression
配置resourceCompression: true则可以启用对图像的资源压缩尽可能的减小图像体积节省外部ROM空间。
应用这些优化策略后我们能够在NXP1170平台上高效地实现并流畅运行UI设计。
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