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深圳pcb抄板嵌入式操作系统Windows CE的结构与应用平台

[日期:2012-05-15] [来源:http://www.pcbcool.cn/] [作者pcb抄板] [点击:]

    嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式操作系统是支持嵌入式系统应用的操作系统软件,它是嵌入式系统极为重要的组成部分,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等。
    与通用操作系统相比较,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。嵌入式操作系统的出现,大大提高了嵌入式系统开发的效率,在嵌入式操作系统之上开发嵌入系统将减少系统开发的工作量,增强嵌入式应用软件的可移植性,电路板克隆使嵌入式系统的开发方法更具科学性。近年来,随着电子技术的不断进步,嵌入式系统开发己成为热点,
    Windows CE最大的好处在于界面的通用性,用户容易接收;同时,可以将Windows通用操作系统下的应用程序移植到嵌入式应用系统中。关于Windows CE的研究文献有许多,但是缺少从构建平台到网络应用的系统分析,本文从网络应用出发,深入研究Windows CE下如何实现TCP/IP协议,这对嵌入式网络应用很有意义。
    1 基于Windows CE的嵌入式系统的结构
    要进行嵌入式系统的应用开发,必须先建立一个开发平台。一个基于Windows CE 的平台由Windows CE 操作系统核组件、OEM 适配层(OEM Adaptation Layer ,OAL) 和设备驱动程序以及组成系统的硬件设备组成,图1为基于Windows CE平台的层次结构。
    图1 基于Windows CE的目标平台及其组件
    从图1 中可以看出,一个基于Windows CE 的嵌入式系统可分为四个层次,从底层到上层分别是硬件层、OEM层、操作系统层和应用程序层。
    硬件层是系统的硬件,包括微处理器和各种周边设备。OEM层是一个硬件抽象层,它提供了硬件和操作系统之间的接口,操作系统要访问具体的硬件就可以通过OEM层提供的API 进行访问,而不必直接与硬件打交道。操作系统层中有Windows CE 的组件,用户可以根据自己的系统的需要进行定制,选择需要的组件,去掉不必要的组件,这样可以减小内存需求,使系统性能达到最佳。应用程序层是用户为特定的嵌入式系统开发的应用程序。
    在操作系统层中,设备管理器提供对可安装设备的支持,允许在系统中安装诸如PC 卡存储器和调制解调器之类的设备已扩充功能,内核提供最基本的操作系统功能,例如进程调度、内存管理、进程通信等。图形、窗口事件处理模块将用户的击键、鼠标移动和控件选择转换为消息,传送给应用程序和操作系统来处理用户的输入。对象存储、文件系统、数据库和注理用户的输入。对象存储、文件系统、数据库和注册表提供存储数据的能力。
    附加技术模块指由CE操作系统提供的一些可选择的专用功能模块,如Java语言支持模块、pcb抄板手写体输入识别模块等。用户界面模块为系统提供一个与PC 电脑上的视窗操作系统类似的图形化操作界面。
    对系统设计者而言,需要自行开发的是应用程序和直接与硬件有关的部分,包括硬件系统本身、OAL 、设备驱动程序。其中,OAL 是指建立在硬件设备与系统内核之间的一层代码,主要任务是为内核管理具体的硬件设备时钟、中断和实施电源管理提供支持。设备驱动程序负责支持操作系统对目标硬件的访问。OAL 和驱动程序都要针对具体的硬件设备编写。
    一般硬件设备制造商会为设备提供驱动软件支持,如果有专门为CE 系统编写的驱动程序,只需将其加入到操作系统的相应模块中就可用了。如果没有,则应根据厂商提供的驱动程序开发包编写。通常这些开发包总已经包含了完成各种硬件操作的标准代码,开发者的工作只是将其与相应的CE 系统API函数对应起来。
    在CE 系统中,所有涉及硬件的操作都通过调用相应的API 接口函数来完成,而OAL 和驱动程序就是要为这些API 函数提供支持,将其翻译为直接对目标硬件进行底层操作。通过这种方式,CE 系统将应用程序与具体的硬件设备进行了隔离,应用程序只需调用API 函数就可以实现对硬件的访问。这样,程序员在开发应用程序时就没有必要编写任何直接针对硬件的代码,因此不必考虑具体的硬件特性,而应用程序也具有了不依赖于具体硬件设备的独立性。

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