嵌入式系统的开发利器─ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ操作系统（2） 嵌入式, 操作系统, 开发

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(1)明确设计目的，确认系统功能，选择合适的微处理器芯片和周边设备;
(2)完成硬件平台的设计;
(3)选择CE功能模块，定制操作系统，并改编部分代码使之与硬件平台相配合;
(4)编写应用软件。
典型的基于CE的嵌入式系统结构如图2所示。其中，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以扩充功能;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(一种网络编程语言)支持模块、手写笔输入识别模块等;外壳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。
对于系统设计者而言，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、硬件抽象层和设备驱动程序。其中，硬件抽象层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硬件设备的时钟、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。硬件抽象层和驱动程序都需要针对具体的硬件设备编写。一般硬件设备制造厂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使用。如果没有，则应根据厂商提供的驱动程序开发包编写。通常这些开发包中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，而硬件抽象层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的底层操作。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。
微软公司提供了专门的Windows CE平台编辑器软件来帮助开发者完成定制操作系统和编写硬件抽象层的工作。该编辑器是一个可以在PC电脑上运行的工具软件包，其中包含完整的带有集成开发工具的Windows CE操作系统，并附带了编程指南、应用程序接口(API)参考等资料和设备驱动程序工具箱。用户可以使用其中的操作系统编辑器、汇编编辑器和经过优化的Visual C++编辑器进行开发，并将最终生成的操作系统编译为能够被处理器芯片识别的二进制代码文件，以便在目标系统中使用。除启动和初始化部分外，CE系统的其他部分可以直接以文件形式存储。CE平台编辑器中还带有远程调试工具，只要硬件开发系统支持并留出调试端口，就可以将编辑好的操作系统从PC电脑中下载到硬件平台进行调试，并在PC电脑上观察系统的运行状态和内存资源使用情况等信息。
由于CE操作系统支持1000多个与Windows系统兼容的API函数，使在基于CE的嵌入式系统中运行的程序可以拥有与PC电脑中的程序同样复杂和强大的功能。微软公司提供了专门用于编写CE程序的Visual C++和Visual Basic附件工具包以及CE平台模拟器，让程序员能够直接利用这两种熟悉的编程语言在PC电脑上编写和调试CE系统中的程序。此外，尽管编写CE系统的应用程序与编写PC平台的32位Windows应用程序有一些区别，但其中进程、线程、视窗的概念以及API函数、资源、控件都与Windows系统非常相似，因此任何具有Windows编程经验的程序员都能够很容易地掌握CE编程。
5 Windows CE系统的应用领域
目前国外已经有大量基于Windows CE系统的设备面市，所涉及的领域包括家用电器、娱乐设备、专用计算机系统、便携电脑以及个人通信产品等。微软公司于1999年3月在中国深圳提出了维纳斯计划，其核心内容就是推广基于Windows CE系统的信息家电产品。目前已经有许多符合这一概念的产品面世，如美国国家半导体公司生产的便携式网络终端WebPad，能够随时与互联网连接，进行网络浏览和收发电子邮件。类似的产品还包括网络机顶盒和网络电话。在家庭娱乐市场方面，日本世嘉公司于1998年底推出了运行CE系统的Dreamcast电视游戏机，其拥有的强大的处理器运算能力和图形功能甚至超过了桌面电脑产品，除进行游戏之外还能播放DVD、浏览互联网或运行基于CE系统的应用程序。在专用计算机系统方面，使用CE系统的有打包和邮件跟踪设备、超市收银机终端、数据采集设备、车载导航电子设备以及工业控制系统等。在便携电脑市场方面，运行CE系统的设备包括掌上电脑、个人商务通产品和车载移动电脑系统。掌上电脑是最近几年兴起的新型便携信息产品，一般都配备笔输入装置，具有文字处理、电子记事和网络浏览功能，可以与桌面电脑进行对接交换数据，而重量不到传统笔记本电脑的一半。在国外，流行的掌上电脑操作系统有Palm OS和Windows CE两种，而国内则主要是中文Windows CE。常见的惠普、联想等公司的产品都使用了最新的中文CE2.11版本，其中还引入了汉王笔输入识别技术和金山词霸英汉双向翻译系统。在个人通信市场方面，已经有大量内置CE系统、能够进行网络访问和收发电子邮件的移动电话产品出现。
总结以上介绍可以得出结论，由于CE操作系统具有强大的功能、广泛的兼容性、灵活的适用性、最小的硬件资源要求和完善的开发工具支持，因此是设计嵌入式系统的理想选择。21世纪将是人类社会全面走向网络化、信息化的时代，电子产品小型化、智能化、网络化的趋势已不可避免。面对这一浪潮，将先进的操作系统性能和强大的通信能力高度集成在一起的CE系统无疑具有美好的应用前景。