原创翻译 Windows Embedded Compact7的体系结构和组件简介

超、凢脫俗 2022-09-30 14:56 3阅读 0赞

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Windows Embedded Compact 7是在Windows Embedded CE的基础之上演变而来的。它是一种组件化的实时操作系统，用于创建各种占用空间小的企业类和消费类设备。既然是微软在嵌入式和移动计算平台最新系统，那就快来学习一下吧。

首先，我们要大体的了解一下Windows Embedded Compact 7的一些特性。WinCE7的设计非常紧凑，是个实时操作系统，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用设备。比较具体的说法可以参考下表：

<table style="padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; padding-right: 5.4pt; border-collapse: collapse; margin-left: 14.4pt; padding-top: 0pt; mso-table-layout-alt: fixed;"> 
 <tbody> 
 <tr style="height: 14.25pt;"> 
 <td style="padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; background: #ffff99; padding-top: 0pt; border: #00ccff 0.5pt solid;"> 特性 </td> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; background: #ffff99; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #ffffff 31.875pt; padding-top: 0pt;"> 描述 </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 114pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 处理器架构 </td> 
 <td style="padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; padding-top: 0pt; border: #ffffff 31.875pt;"> 支持四种32位处理器架构：x86、ARM、MIPS32和SH4； 支持多达8核的多核处理器（SMP）； 现在支持ARMv7; 提供处理器核心管理API； 支持多达3GB的物理内存； 支持蓝牙2.1以及EDR； 支持NDIS&nbsp;6.1； 支持带Flash&nbsp;10.1的IE&nbsp;7； </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 14.25pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 模块化 </td> 
 <td style="border-bottom: #ffffff 31.875pt; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 有500多个组件可供选择 </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 28.5pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 实时性 </td> 
 <td style="border-bottom: #ffffff 31.875pt; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> Windows&nbsp;Embedded&nbsp;Compact&nbsp;7是微软提供的唯一具有原生实时功能的操作系统； </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 28.5pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 占用资源少 </td> 
 <td style="border-bottom: #ffffff 31.875pt; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 内核使用约700kB的资源 </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 71.25pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 优秀的工具 </td> 
 <td style="border-bottom: #ffffff 31.875pt; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 功能完整的Visual&nbsp;Studio&nbsp;2008专业版现已包括在Platform-Builder程序包； 经过更新的目录功能； 经过更新的编译器； 新的集成的Silverlight开发工具； </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 99.75pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 加快开发 </td> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 端到端开发流程，帮助你容易配置、构建和交付新设备； 集成的开发模拟器，因而没必要使用众多来源的多个工具； 几百个测试组件随时可供使用； 可以使用更多的源代码，以便调试、测试和更改操作系统映像； </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 42.75pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 低成本 </td> 
 <td style="border-bottom: #ffffff 31.875pt; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 由于评估工具免费，前期资金投入很少；开发工具的成本很低，许可费也极低，从而降低了开发的总成本； </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 71.25pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 新的许可体系 </td> 
 <td style="border-bottom: #ffffff 31.875pt; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 2种主许可证：C7E和C7P，对垂直行业没有限制； 4种对垂直行业有限制的许可证：C7K、C7G、C7T和C7NR； 不再有Core许可证； 不再有Core-Plus许可证； </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 57pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 共享资源 </td> 
 <td style="border-bottom: #ffffff 31.875pt; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 可以参与共享资源计划，有400多万行源代码。可以使用共享源代码，记录、调试、测试和改动操作系统映像，以创建差异化的功能特性。可以使用和更改这些源代码。 </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 28.5pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 专业设备支持 </td> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; background: #ccffff; border-top: #00ccff 0.5pt solid; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 面向移动设备的特殊功能已包括在内，如电源管理、即时开机和占用资源少，用于闪存设备。 </td> 
 </tr> 
 <tr style="height: 42.75pt;"> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #00ccff 0.5pt solid; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 81.2pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 强大的支持 </td> 
 <td style="border-bottom: #00ccff 0.5pt solid; border-left: #ffffff 31.875pt; padding-bottom: 0pt; padding-left: 5.4pt; width: 324.8pt; padding-right: 5.4pt; border-top: #ffffff 31.875pt; border-right: #00ccff 0.5pt solid; padding-top: 0pt;"> 长达十年的延长支持服务； 全球合作伙伴网络和社区协作； 免费的评估套件，可在180天内免费评估和测试系统； </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

如果我们想更快的进行WinCE7的入门学习，那么还需要了解一下基础的WinCE的系统架构。

Windows Embedded Compact的嵌入式系统采用四层体系结构：

l 硬件层：用于线程调度的实时时钟、用于存储和运行操作系统的存储单元。通常，硬件平台应具备其他的外设，例如串口、网卡、键盘、鼠标等。对于不同的应用领域和硬件平台，需要定制Windows CE 7操作系统并移植到目标硬件上；

l OEM 硬件适配层：位于操作系统层与硬件层之间，用来抽象硬件功能，实现操作系统的可移植性；

l 操作系统服务层：

包含：

A、内核：内核提供用于线程调度、内存管理和中断处理、调试支持等；

B、对象存储：包括文件系统、系统注册表、CE 数据库的持久存储；

C、通讯接口：提供对各种通信硬件和数据协议的支持；

D、GWES：支持显示文本和图像，提供用户输入所需的图形和窗口功能；

l 应用层：是应用程序的集合，通过调用Win32 API 来获得操作系统服务；

![11060805.jpg][]

它具有层次性强、可移植性好、组件可剪裁、强调编程接口和支持上层应用等特点。不过，这个划分并不绝对，而是根据产品需求来决定。

![11060806.jpg][]

或许以上的解释只能对Windows CE系统有个粗略的了解，现在我们看看它的组件到底有什么：

**CoreDLL**

CoreDLL在系统中的地位举足轻重，它分隔了应用程序和操作系统的其他模块，是使系统稳定的保护性屏障。

它提供了两类功能：  
第一类是外部应用程序系统功能的代理，负责系统API的管理和安装应用程序，系统应用程序的核心软件中断过程就发生在这里；

第二类提供了类似字符串处理、随机数生成、时间计算等基本支持函数。

CoreDLL的程序代码位于../PRIVATE/WINDOWS CEOS/COREOS/CORE目录下。

**NK**  
NK透过nk.exe在系统中运行，它是Windows CE操作系统的真正核心，主要包含以下6类：功能处理器进程、内存管理、异常处理、系统内的通信机制、为其他部分提供核心应用程序例程（routine）、为系统范围内侦错提供的支持。

NK.exe的程序代码非常精简，始终以较高的优先级和处理器特权级别（privilege mode）执行。  
NK的程序代码位于../PRIVATE/WINDOWS CEOS/COREOS/NK目录下。

**设备管理模块**  
这是Windows CE的设备管理核心，透过Device.exe来执行。

它提供系统范围内基本的设备列表管理、随插即用管理、电源管理、I/O资源管理，并提供了设备驱动程序运作的基本机制。

这一部分的程序代码位于../PRIVATE/WINDOWS CEOS/COREOS/DEVICE目录下。

**数据存储模块**  
数据存储模块主要是提供系统基本的数据存储能力，其中包括对象存储以及文件系统，这些功能主要是透过filesys.exe来执行。

原始代码部分位于../PRIVATE/WINDOWS® CEOS/COREOS/FSD目录和../PRIVATE/WINDOWS CEOS/COREOS/STORAGE目录下。

**GWES模块**  
Windows CE通过这个模块提供的图形接口提供了几个主要的功能：基本的绘图引擎、窗口管理、接口的事件机制等。

代码位于../PRIVATE/WINDOWS CEOS/COREOS/GWE目录下。

**通信模块**  
网络通信模块非常独立，它通过一系列的动态链接库来运作。

位于../PRIVATE/WINDOWS CEOS/COMM目录下。

**OAL模块**  
这个模块没有确定的形态，主要包括和硬件相关的若干功能，例如：处理器的专用支持程序代码、总线控制器的驱动、系统引导程序、系统初始化程序等。一般来说OAL不具有可移植性。

**驱动程序模块**  
驱动程序模块实际上并不是一个单独的实体，而是一个由驱动程序实体构成的集合，它包括很多组件，执行也比较复杂，可以看作一个具体的类别驱动程序，它们由不同的模块管理，例如services.exe和gwes.exe。

**其他一些需要注意的小问题：**  
Platform Builder 7.0作为VS2008的一个插件使用，且与之前所有版本的WinCE开发环境都不兼容，需要独立安装；

WinCE只支持UNICODE，所以char必须改为TCHAR, WCHAR；

WinCE不支持重叠I/O；

WinCE的许多APIs功能都受限，如：CreateThread 函数在许多参数在WinCE下都不支持，第1、2、5的参数值需要设置为NULL或0；

好了，开篇对于Windows Embedded Compact7的体系结构和组件做了简单的介绍，下一次和大家探讨一下关于它的内存问题。

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