OneOS下的GUI框架测试

1.简介

最近在学习RTOS，发现国产RTOS竟然已经发展得这么蓬勃了，之前一直喜欢用freertos，但现在更多得国产物联网操作系统更让我值得期待和尝试了。此次，主要是体验下中国移动旗下得一块轻量级RTOS，通过配置组件，使能GUI模块，顺便跑了下demo，发现惊喜连连，棒棒哒！

OneOS是中国移动针对物联网领域推出的轻量级操作系统，具有可裁剪、跨平台、低功耗、高安全等特点，支持ARM Cortex-M/R/A、MIPS、RISC-V等主流CPU架构，兼容POSIX、CMSIS等标准接口，支持Micropython语言开发，提供图形化开发工具，能够有效提高开发效率并降低开发成本，帮助客户开发稳定可靠、安全易用的物联网应用。

轻量级GUI框架是基于LVGL8.2，是一个C语言编写的免费的开源图形库，提供了用于嵌入式GUI的各种元素。用户可以利用丰富的图形库资源，在消耗低内存的情况下构建视觉效果丰富多彩的GUI。

Benchmark是LVGL性能测试的测试用例。其在矩形、边框、阴影、文本、图像混合、图像变换、混合模式等各种情况下进行性能测试。测试期间对象的大小和位置使用伪随机数设置，以使得性能测试可重复。

2.测试步骤

使用menuconfig配置Benchmark性能测试用例，并使用keil或者gcc编译，并烧写程序到stm32f469-st-disco板子上去。

重启开发板，此时，性能测试将会运行，屏幕顶部显示当前测试步骤的标题和上一步骤的结果。

测试结束后，将创建一个表格来显示测量的FPS值。

3.测试原理

FPS的代码测量原理如下：

1. 构造scene_dsc_t结构体，并在其中保存各种场景下的帧率测试所需数据，包含：场景名、用于场景测试的回调函数、消耗渲染时间、刷新次数，以及权重。其中测试场景48个，叠加显示不透明度与完全不透明度方式，则测试总场景96个。
2. 在显示驱动的回调函数 monitor_cb中，实现每一个测试场景的累积渲染时间和帧数。获取到此数据后，便可得到每秒钟帧数，即FPS=帧数/累积渲染时间。
3. 在lv_demo_benchmark帧率测试入口函数中，调用scene_next_task_cb函数，并在其中调用每一个scene_dsc_t结构体中的场景测试回调函数，对每一个场景进行测试。
4. 测试完每一个场景，即可得到每一个场景对应的帧率FPS，通过加权平均的方式，获取到平均帧率。

测试原理逻辑图如下：

测试范围包括：

1. 矩形：普通矩形、圆角矩形、圆形
2. 边框：普通边框、圆角边框、圆形边框、上边框、左边框、左上边框、左右边框、上下边框
3. 阴影：小阴影、小阴影偏移、大阴影、大阴影偏移
4. 图形：RGB图形、ARGB图形、chorma keyed图形、indexed图形、alpha only图形、RGB图形着色、ARGB图形着色、chorma keyed图形着色、indexed图形着色、RGB图形旋转、RGB图形平滑旋转、ARGB图形旋转、ARGB图形平滑旋转、RGB图形缩放、RGB图形平滑缩放、ARGB图形缩放、ARGB图形平滑缩放
5. 文本：小型文本、中等文本、大型文本、压缩的小型文本、压缩的中等文本、压缩的大型文本
6. 线条
7. 弧形：普通弧线、粗弧线
8. 混合模式：混合模式下的矩形、混合模式下的边框、混合模式下的阴影、混合模式下的图形、混合模式下的线条、混合模式下的弧线、混合模式下的文本

对于简单的测试情况，它可能会导致非常高的FPS结果。例如如果在5毫秒内绘制一些简单的矩形，基准测试将显示其为200 FPS。因此，它忽略了LV_DISP_REFR_PERIOD，它告诉LVGL刷新屏幕的频率。换句话说，测试显示了纯渲染时间的FPS，而不受该宏的限制。

4.结果分析

本轻量级GUI帧率测试使用LVGL官方benchmark，硬件选择stm32f469-st-disco，Coretex-M4核心。最终经过测试，得到平均帧率约为80FPS。Opa.speed部分，显示不透明度与完全不透明度相比的测量速度。

在表格的第一部分“缓慢但常见的情况”中，显示了被视为常见但速度低于20 FPS的情况。下面的All cases部分则显示了所有结果。