嵌入式系统是指操作系统的和功能软件集成于计算机硬件系统之中,简单地说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化,类似于BIOS的工作方式。具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点。Windows CE是一个功能强大的开放的32位实时嵌入式操作系统,适用于快速构建新一代内存少、体积小的智能设备,例如工业控制器、手持式设备、智能电话、机顶盒和零售点设备等。不仅如此,Windows CE也为开发智能移动设备提供了新一代可剪裁的嵌入式系统平台。Windows CE支持各种处理器产品家庭,包括x86、Xscale、ARM、MIPS和SH等系列,因此它允许开发人员选择最理想的硬件。微软Windows CE Platform Builder 3.0用于创建、裁剪、定制Windows CE操作系统。Platform Builder为创建Windows CE提供许多配置文件和开发调试工具。由于Windows CE适合于要求实时的和具有特定用途的多任务体系,通常需要为目标平台开发专用的硬件设备的设备驱动程序。只有向Winodws CE添加适当的设备驱动程序之后外围设备才可以正常工作。以RTL8139网卡驱动程序为例,说明如何通过修改配置文件添加Windows CE的设备驱动程序。
1 、建立配置Windows CE的软硬件环境
配置和调试Windows CE需要1台高性能开发工作站和1台目标调试设备。Platform Builder 3.0运行在Windows 2000或者以上版本的高性能开发工作站上。Platform Builder提供了创建和调试Windows CE映射NK.BIN的集成开发环境,如向导和工具栏,支持活动模板库(ATL)、微软基本类库(MFC)和Visual Basic,为支持的处理器家庭提供编译器、内核调试器以及各种远程调试工具。目标调试平台可以是经过适当配置以后的普通PC机,也可以是嵌入式微处理器模块。开发工作站通过以太网或者串、并行口与目标平台连接,并将Windows CE操作系统映像文件NK.BIN下载到目标平台。下载完成之后,Windows CE在目标平台启动。在开发工作站上,可以使用Platform Builder提供的调试工具查看Windows CE的运行情况。以太网和串、并行口这两种连接类型的差别如表1所列。
表1 以太网和串、并行口连接之间的差别
2、 Platform Builder 3.0提供的配置文件
配置文件包括4种文件类型:二进制映像生成文件.BIB、注册表文件.REG、目录和文件分配表文件.DAT、数据库文件.DB。通过修改这些配置文件可以裁剪优化Windows CE。用户根据需要可以创建自己的配置文件,PB提供的主要配置文件如表2所列。
表2 配置文件列表
2.1 二进制映像生成文件.BIB
.BIB文件是文本文件,标识包含在Windows CE映像中的目标模块、组件和文件。一个.BIB文件包含4个部分:FILES、MODULES、MEMORY和CONFIG。
(1)FILES部分
FILES分配一部分内存空间给静态数据文件。这部分主要包括字体文件(.TTF)、文本文件(.TXT)、位图文件(.BMP)和声音文件(.WAV)等。例如:
;Name Path Memory Type
;------ --------------------------------------- ----------- -----
Tahoma.ttf $(_FLATRELEASEDIR).ttf NK SHU
Name:在Windows CE系统中的文件名。
Path:文件在开发工作站中的位置。
Memory:文件所属的内存区。
Type:定义文件属性。Windows CE中的文件有以下文件属性:S为系统文件、H为隐含文件、U为非压缩文件、R为压缩资源文件、C为压缩文件。1个文件可以同时具有几种属性。
上例说明NK内存区包含开发工作站的$(_FLATRELEASEDIR).ttf文件。在Windows CE系统中,tahoma.ttf的文件属性是系统隐含的非压缩文件。
(2)MODULES部分
列出加载在内存中的目标模块和组件,包括所有的可执行文件.EXE和动态链接库.DLL。例如:
;Name Path Memory Type
;------- --------------------------------------- --------- ------
device.exe $(_FLATRELEASEDIR).exe NK SH
device模块加载到内存区。Windows CE系统中device.exe具有系统和隐含属性。
(3)MEMEORY部分
把物理内存分成2个部分:数据存储区和程序存储区。例如
;Name Start address size(bytes) Type
;------- -------------- ------------ --------------
NK 80200000 00600000 RAMIMAGE
RAM 80800000 00800000 RAM
在Windows CE系统中,内存分成3种类型:RAM、RAMIMG和RESERVED。RAM规定内存大小;RAMIMG规定ROM空间;RESERVED为保留的内存空间,内核不能使用这部分内存,但是应用程序可以访问。上例说明NK的起始地址是80200000,它占有6MB内存空间,作为ROM用于数据存储区。RAM在80800000开始,占有8MB的内存空间,用于程序存储区。
(4)CONFIG部分
这部分不是必不可必的。在这部分进行一些属性设置,如是否压缩和ROM大小等。
2.2 注册表文件.REG
注册表文件建立操作系统映像的注册表入口。注册表是一个数据,存储了大量的配置信息,包括应用程序信息、设备驱动程序的配置、系统配置信息、用户参数和其它相关数据。当目标平台冷启动时,Makeimg.exe使用.REG文件创建默认注册表。Platform.REG配置与平台有关的注册表信息,如设备驱动程序入口。Project.REG设置与工程有关的注册表格。注册表文件的格式:
[HKEY_LOCAL_MACHINE]
“Launch10” = “shell.exe”
“Launch20” = “device.exe”
“Launch30” = “gwes.exe”
“Depend30” = “hex:14,00”
上述注册表入口设置规定内核在启动时必须自动运行shell.EXE和device.exe模块,gwes.EXE模块必须在device.EXE正常启动以后才能运行。
2.3 数据库文件.DB
Windows CE提供内置的轻量级数据库管理系统。Windows CE的属性数据库由1张包含记录的表组成,每个记录包含许多不同的属性,每个属性有3种信息:标志属性的ID号、类型和值。例如:
.Record:
Field:402001f:“{000214A0-0000-0000-C000-000000000046}”
Field:42020003:15
Field:42030003:2
End
属性数据库是一种平面结构,不能定义属性数据库之间的关系。使用Microsoft ActiveX Data Object for Windows CE(ADOCE)技术可以容量地访问属性数据库,甚至可以使用SQL语句查询信息。
2.4 目录分配表文件.DAT
.DAT文件定义Windows CE映像NK.NIB黑认的目录和文件结构。注意,Winodws CE不支持像Windows 9x/2000一样的盘符驱动器,而且没有当前目录的概念。例如:
root:-Directory(“Program Files”)
Directory(“Program Files”):Directory(“MY Work”)
root:-Directory(“My Documents”)
Directory(“My Documents”):-File(“MyFile.doc”)
生成2个根目录:Program Files和MyDocuments。Program Files有1个子目录:My Work。文件MyFile.DOC位于My Document目录中。注意MyFile.DOC必须出现在一个.BIB文件中,这样,映像文件中会有MyFile.DOC。
3 设置环境变量、生成映像文件NK.BIN
3.1 设置环境变量
在所有配置文件中,都存在条件语句IF Enviroment Value……END IF。当条件成立时,IF和END IF之间的信息包含在映像文件NK.BIN中;条件不成立时,则不包含相关模块和文件。通过设置环境变量可以添加或者删除NK.BIN中的模块和组件。以.BIB文件为例:
;Name Path Memory Type
;-------- ------------------------------------ ---------- ------
IFIMGUSB
IF CEPC_UHCI
uhci.dll $(_FLATRELEASEDIR).dll NK SH
ENDIF
IF CEPC_OHCI
ohci.dll $(_FLATRELEASEDIR).dll NK SH
ENDIF
usbd.dll $(_FLATRELEASEDIR).dll NK SH
usbhid.dll $(_FLATRELEASEDIR).dll NK SH
ENDIF
这里IMGUSB、CEPC_UHCI、CEPC_OHCI都是逻辑型环境变量。在PB中,可以使用2种方法设置环境变量。方法1:点击Platform菜单的Setting…,打开平台设置对话框,分别输入Variable和Value设置环境变量。方法2:点击Build菜单的Open Build Release Directory,打开命令提示窗口,在命令提示窗口中设置环境变量。在命令行中输入SETIMGUSB=1,动态链接库usbd.dll和usbhid.dll被包含到映像文件NK.BIN。uhci.dll和ohci.dll是否包含在NK.BIN中,取决于环境变量CEPC_UHCI和CEPC_OHCI的设置。如果SET IMGUSB=0,KN.BIN中不包含上述4个动态链接库。
3.2 Makeimg.exe工具
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