郭健忠，耿 屹，谢 斌，闵 锐

(1.武汉科技大学 汽车与交通工程学院，湖北 武汉 430065； 2.武汉保华显示科技有限公司，湖北 武汉 430081)

0 引 言

随着智能网联汽车、高级辅助驾驶等技术的发展，数字仪表作为车况信息显示终端被广泛应用于汽车电子系统中[1-2]。作为数字仪表的一种，组合式仪表由低成本微处理单元(MPU)、5至8英寸液晶显示屏、机械指针或断码屏组合而成，相较于全液晶仪表，其显示效果与信息呈现形式存在一定差距[3]。人机交互界面(HMI)是汽车数字仪表的核心功能之一，承担驾驶员与汽车信息交互的功能[4-5]。传统HMI软件通常借助MiniGUI[6-7]、Qt/Embedded[8]等嵌入式图形用户界面(GUI)框架开发，应用于窗口化而非全屏模式的应用场景，UI界面响应鼠标、键盘等输入信号，未针对汽车HMI以总线信号为触发源的信号环境进行优化。在移植方式上，传统框架需要将自身框架源码跨平台编译至目标平台，移植方式较为繁琐[9]。Cairo图形库具备跨平台、轻量化、可定制性强等特性[10]，本设计基于Cairo图形库构建虚拟HMI平台和嵌入式平台，创新跨平台开发方式，简化开发与移植流程，针对低成本嵌入式平台，从多维度设计并优化HMI软件，提高软硬件运行效率，以更低成本实现可靠的功能性及更佳的显示效果。

1 汽车仪表HMI设计与优化

1.1 HMI图层与场景

汽车仪表HMI一般由图1左侧所示的背景图层、仪表盘指针图层、状态指示灯图层和报警/菜单显示图层组成，由于图层结构相对固定，图形库渲染时按照从下至上的顺序对图层进行堆叠渲染。……