《WinCE操作系统》PPT课件.ppt

第八章WindowsCE操作系统的应用与开发,8.1WindowsCE操作系统概述8.2WindowsCE操作系统的开发工具8.3WindowsCE操作系统内核编译及驱动程序的开发8.4基于WindowsCE操作系统的应用开发,1,8.1WindowsCE操作系统概述WindowsCE操作系统所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows95/98，但WindowsCE是基于WIN32API重新开发的信息设备的平台。WindowsCE具有模块化、结构化等特点，不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在WindowsCE平台上可以使用Windows95/98上的编程工具（如VisualBasic、VisualC+等）、使用同样的函数、使用同样的界面风格，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以WindowsCE平台上继续使用。,2,8.1WindowsCE操作系统概述,8.1.1WindowsCE操作系统的发展微软公司在看到掌上计算机市场的市场和利润后，在内部开始了“portablePCsolution”项目，最后更名为WindowsCE。在1996年，微软公司发布了WindowsCE1.0。随后，微软公司又推出了WindowsCE2.0和WindowsCE3.0。2002年1月份微软推出的WindowsCE.NET4.0（即WindowsCE4.0）版，增加有支持蓝牙和.Net应用程序开发。2004年5月份微软又推出了WindowsCE.NET5.0，微软宣布WindowsCE.NET5.0扩大开放程序源代码。在开放源代码计划授权下，微软开放250万行源代码程序作为评估套件（evaluationkit）。这也是微软第一个提供商业用途衍生授权的操作系统。,3,8.1.2WindowsCE操作系统的特点WindowsCE操作系统专为嵌入式市场重新进行了自身的设计，为快速建立下一代智能移动和小内存占用的设备提供了一个健壮的实时操作系统。WindowsCE操作系统特点如下：1更广泛且可扩展的CPU支持WindowsCE.具有高水平的设计和处理器灵活性，能够支持ARM系列、MIPS系列、SHx系列和X86四种微处理器家族。2.仿真环境WindowsCE内置仿真技术，允许开发人员在Windows2000或者WindowsXP。Professional计算机上开发和测试他们的设计，而无需投资购买额外的硬件设备。,4,3强大的应用程序开发(1)VisualStudio.NET:当前后连贯的编程模型和产品投放市场的时间变得十分重要时，开发人员可以利用VisualStudio.NET所支持的各种语言为WindowsCE.NET编写具有.NET能力的受控应用程序。(2)eMbeddedVisualC+:开发人员可以使用eMbeddedVisualC+开发本机代码，以提高程序的性能，并控制为WindowsCE.NET所定制应用程序的每个细枝末节。4支持针对小内存体积占用进行的优化WindowsCE实现了内核粒度组件化。WindowsCE.NET所支持最小配置平台的体积可以降至200KB，它仅仅具有最基本的内核功能。,5,5.“硬”实时内核由于支持256个优先级别和嵌套中断，WindowsCE.NET4.2能够满足针对各种设备类型的苛刻性能要求，它使用硬实时响应这些要求，并且具有超低的中断服务例程ISR和中断服务线程IST延迟。6强健的内存管理WindowsCE.NET4.2具有一个新特性，能够将WindowsCE早期版本中的应用程序虚拟地址空间从32MB扩展到当前的64MB。另外还支持内存映射文件。这些基于Win32的文件映射API除了允许数据文件映射到内存当中并建立类似于内存指针的引用之外，还可以用来分配能够在多个进程之间进行共享的内存。WindowsCE.NET中的虚拟内存空间映射可以确保所有基于WindowsCE的设备都能对内存进行最佳的管理，以便应用程序能够有效和无缝地运行。,6,7先进的电源管理先进电源管理能够为各种类型的设备提供更为出色的性能表现，包括不到1秒钟的挂起和恢复时间，以及一般仅为2秒钟的冷启动时间。一些优秀的电源管理功能包括：带有多个ROM即时执行（Execute-In-Place，XIP）区域的快速启动；新的电源管理程序（PowerManager），提供诸如设备电源状态这样的功能；支持需要非线形电源的系统；以及电力异常处理。8.最新的Web浏览技术(1)InternetExplorer6具有全功能浏览器软件，为移动和有线设备提供了桌面级的Internet浏览体验。并以组件化形式提供给用户，以实现更大程度的灵活性。(2)PocketInternetExplorer。WindowsCE.NET还包括了一个小内存体积占用的浏览器，满足用户基本的浏览要求。,7,9.强大的多媒体能力(1)WindowsMedia9Series编解码器和控件:对最新的MicrosoftWindowsMedia9Series编解码器和控件的支持实现了最新的高保真、低带宽编码多媒体流。(2)DirectX8:WindowsCE提供了对这个低级应用程序编程接口（API）的支持，以便用户开发游戏和其它高性能的多媒体应用。它包括了对2维和3维图形、音效和音乐、输入设备以及网络应用（例如多人游戏）的支持。10.广泛的多语言支持对Unicode和NationalLanguageSupport（NLS，国家语言支持）的全面支持可以帮助开发人员为全球130多个国家开发设备。,8,8.1.3WindowsCE操作系统的体系结构在调用WindowsCE操作系统的设计借鉴了Windows2000XP操作系统的设计，从体系结构上，它即具有分层结构的特点，又具有微内核结构的特点。在本节中，将从分层结构和微内核结构的特点出发，分别介绍WindowsCE的分层模型和体系结构组件模型，然后再分别介绍WindowsCE操作系统的其他一些重要部分的结构模型。1分层模型（1）从接口的角度讲，WindowsCE要具备面向应用开发和面向系统两个界面（2）从各层提供者角度来讲，硬件层和OEM适配层(OEMAdapationLayer，OAL)由硬件厂商提供。,9,2.组件模型最底层是硬件层，指CPU、板卡等硬件设备组成的硬件系统。最顶层是应用层。应用层主要包括WindowsCE应用程序、客户应用程序、Internet客户服务和国际化的用户接口等部分。中间两层是操作系统层和OEM层，这两层构成了实际的操作系统。,10,8.2WindowsCE操作系统的开发工具,8.2.1eMbeddedVisualC+编写在WindowsCE操作系统下运行的应用程序，需要使用专门用于WindowsCE操作系统的开发工具，可以选择的编程工具有VisualC+和VisualBasic。现在应用最广泛的开发工具就是EmbeddedVisualC+(简称为EVC)。（1）运行WindowsCE操作系统的设备一般被设计用来运行在具有很少的内存上，通常也没有大容量存储设备。（2）WindowsCE操作系统机器的电源通常是基于电池的，而且电量很有限。（3）WindowsCE操作系统机器和桌面系统的最大差别就在于用户界面。,11,8.2.2PlatformBuilder,PlatformBuilder（PB）是微软提供给WindowsCE操作系统开发人员进行基于WindowsCE平台下嵌入式操作系统定制的集成开发环境。它提供了所有进行设计、创建、编译、调试和测试WindowsCE操作系统平台的工具。它运行在桌面Windows操作系统下，开发人员可以通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系统特性，然后进行编译和调试。同时，开发人员还可以利用PlatformBuilder来进行驱动程序开发和应用程序项目的开发等。PlatformBuilder的强大功能，已使其成为WindowsCE平台下嵌入式操作系统开发和定制的必备工具。,12,具体来说，PlatformBuilder提供的主要开发特性包括：平台开发向导(PlatformWizard)和BSP开发向导(BSPWizard)用来创建一个简单的系统平台或板级支持软件包BSP，提高了平台和BSP创建的效率。为各种流行的设备类别预置的操作系统基础平台，为自定义操作系统的创建提供了一个起点。操作系统可选特性均在特性目录(Catalog)中列出，开发人员可以选择相应的特性来定制操作系统。自动化的依靠性检查，特性(Feature)之间的依赖关系是系统自动维护的。开发人员在选择一个特性时，系统会自动将这一特性所依赖的特性加上。,13,系统为驱动程序开发提供了基本的测试工具集，即测试工具包(WindowsCETestKit)。内核调试器可以对自定义的操作系统映像进行调试，并且向用户提供有关映像性能的信息。导出向导(ExportWizard)，可以向其他PlatformBuilder用户导出自定义的目录特性。导出SDK向导(ExportSDKWizard)，使用户可以导出一个自定义的软件开发工具包(SDK)。远程工具，可以执行同基于WindowsCE操作系统的目标设备有关的各种调试任务和信息收集任务。,14,应用程序调试器，可以在自定义的操作系统映像上对应用程序进行调试。提供了对NET平台精简框架(NETFrameWorkCompactEdition)的支持。深刻理解WindowsCE的重要组件及系统提供的可选特性，并灵活运用PlatformBuilder的配置文件(REG，BIB，DAT和DB)是定制适合目标平台的WindowsCE操作系统的关键。,15,8.3WindowsCE操作系统内核编译及驱动程序的开发,8.3.1WindowsCE内核的裁剪与编译WindowsCE操作系统的内核结构也是模块化的，用户可以根据各自的需求利用工具PlatformBuilder来订制裁减系统内核。具体过程如下：1建立工程建立一个标准的WinCE工程。2选择BSP（板级支持包）WindowsCE操作系统支持的处理器包括流行的X86系列，ARM系列，MIPS系列，SH3系列，SH4系列等等。3进入可选择的配置，可以根据功能初步定义一个平台配置。,16,4.选择应用程序和可用媒体配置。WindowsCE支持标准的MPEG解码以及兼容的Microsoft的各种解码格式，直接实现了对市面上大多数媒体格式的支持。5网络应用程序选择网络部分支持的应用和协议，如果你的工程中包含网络功能，则应该选择尽可能全面的网络协议支持。6对于一些特定的组件，PlatformBuilder还将带有一些相应的说明，例如显示系统同步功能以及蓝牙的一些参考说明文档。7这一步显示工程定制向导完成，同时向导提供了一些系统的必要信息。,17,8当工程建立和修改完毕之后，需要对工程做一些相应的配置首先，需要选择是编译工程的Debug版本还是Release版本。Debug版本是用来在调试期使用的版本，生成Debug版本的系统调试信息会比较多，并且支持系统调试。而Release版本是在此基础之上给用户的发布版本，不必要的信息被去掉，运行速度有部分提高。9在BuildType栏目里选择编译类型是Debug还是Retail10选择locale标签可以选择编译平台使用的语言种类，在DefaultLanguage里面选择相应的语言将直接影响平台设备的语言使用。,18,11点击快捷按钮或者选择菜单BuildBuildPlatform可以实现对整个平台的编译和连接，进而生成内核镜像文件NK.nb0或NK.bin。12如果需要针对SAMSUNG2410某个系统板的BSP进行开发，则需要导入基于此系统板WinCECEC文件。,19,8.3.2驱动程序的开发,与其他操作系统一样，WindowsCE操作系统也提供了驱动软件，这些软件的目的是驱动内部和外围的硬件设备，或者为它们提供接口。驱动程序将操作系统和设备连接起来，使得操作系统能够识别设备并为应用程序提供设备服务。目前基于WindowsCE操作系统的两种模型是本机设备驱动程序和流接口驱动程序。当然在有的地方还可以把WindowsCE操作系统驱动分为Built-inDrivers驱动程序和InstallableDrivers驱动程序。微软为链接驱动程序提供了模型设备驱动程序(MDD)。对平台和函数来讲模型设备驱动程序(MDD)是通用的，即是原代码也是库。,20,8.4基于WindowsCE操作系统的应用开发,WindowsCE操作系统是基于Win32API的，因此WindowsCE下的应用程序开发与在Windows97、WindowsNT和Windows2000下相似。WindowseMbeddedVisualC+提供了开发WindowsCE应用程序的集成开发环境与工具，来帮助开发人员创建、编译与调试应用程序。本节将介绍WindowsCE应用程序开发模型与应用程序开发环境。8.4.1eMbeddedVisualC+集成开发环境的应用如果曾使用MicrosoftVisualC+开发过应用程序，会发现eMbeddedVisualC+提供了相似的开发环境。不同的是eMbeddedVisualC+提供了特定的工具与资源来开发WindowsCE应用程序。,21,8.4.2应用程序的创建,使用应用程序向导AppWizard创建一个应用程序需经历以下过程：从File菜单中选择New激活AppWizard。选择Project中的WCEMFCAppWizardexe，新建一个WindowCEMFC应用程序。输入工程名，并根据目标WindowsCE设备，选择特定的CPU类型，在本例中选择了WCE模拟器。（2）选择程序风格与语言支持。（3）给工程添加新的特性，并选择控制条类型。（4）选择是否自动生成源代码注释，并选择MFC库是作为共享DLL还是作为静态链接库。最后点击Finish，eMbeddedVisualC+将自动生成应用程序的框架，之后可以利用集成环境作进一步地开发。,22,8.4.3编译生成可执行文件,在编译生成可执行文件之前可以选择Project菜单栏中的Settings菜单项修改工程的设置，如设定编译器、链接器。在本例中选择目标平台的SDK为STANDARDSDK，目标平台为WCE设备模拟器并且在编译生成可执行文件过程中产生调试信息。eMbeddedVisualC+提供的WindowsCE操作系统设备模拟器使程序员可以在没有具体WindowsCE操作系统设备的情况下，开发与调试WindowsCE操作系统应用程序，从而提高了开发效率。选择编译生成可执行文件的目标平台为WindowsCE操作系统设备模拟器，当运行应用程序时集成开发环境将激活模拟器，下载可执行代码到模拟器并执行。,23,在调试程序前需要同编译生成可执行文件一样设定目标平台、目标设备(可选中菜单项Build一SetPlatform与Build-SetActiveConfiguration设定，或从工具栏设定)。为使在调试过程中程序自动被下载到远程设备(或WCE设备模拟器)上，选择Tools菜单栏上的Options项，在对话框中点击download标签，选中Alwaysdownloadbinarytothetarget与Alwaysdownloaddependenciestothetarget。现在可以开始调试，将鼠标指向Build菜单栏下的StartDebug并选择适当的命令使程序在调试状态运行。（1）Go，开始执行程序，遇到断点时中断执行。（2）StepInto，在WinMain函数的入口点中断程序的执行，如果没有设置断点可以使用这条命令，从程序入口开始一步步地执行。（3）RuntoCursor，运行至光标处，这个命令只有在代码编辑窗口打开时有效。,24,8.4.4应用程序的调试,