嵌入式作業系統WinCE

嵌入式作業系統WinCE

　　1 嵌入式作業系統Windows CE .NET介紹 
　　Windows CE .NET是Windows CE 3.0的後繼產品。Windows CE .NET為嵌入式市場重新設計，為快速建立下一代智能移動和小記憶體佔用的裝置提供了一個健壯的即時作業系統。Windows CE .NET具備完整的作業系統特性集包和端對端開發環境，它包括了建立一個基於Windows CE的定製裝置所需的一切，例如：強大的連網能力、強勁的即時性和小記憶體體積佔用以及豐富的多媒體和Web瀏覽功能。 
　　2 WinCE.NET新增特性 
　　嵌入系統的開發人員會在Windows CE .NET 中發現大量的新增特性和改進特性，其中包括：無線技術，例如藍芽（Bluetooth）；裝置模擬，該特性使您可以對完整的裝置環境進行模擬而無需任何額外的硬體投資；平台嚮導，使您可以從眾多的預置裝置設計中進行選擇，以便跳躍式地開始您的開發流程；此外，還有豐富的多媒體和Web瀏覽功能，例如Microsoft Internet Explorer 5.5 和Windows Media轉碼器（Codec）和控制項。您可以在以下部分瞭解到這些新增特性和增添特性。 
　　3 WinCE.NET移動特性 
　　3.1 無線裝置 
　　以下是Windows CE .NET中對各種無線裝置的增強支援： 
　　§ 藍芽（Bluetooth）：藍芽是一種新興的無線通訊技術，它允許裝置在大約10米的範圍之內，互相之間進行通訊。這種技術的主要目標是使裝置無需物理電纜即可通訊。使用這種技術的一些主要裝置包括無線耳機、數據機和印表機。Windows CE .NET對藍芽技術具有與生俱來的支援，它允許裝置使用具有藍芽功能的行動電話（例如資料數據機）分頁檔和對象，以及使用具有藍芽功能的區域網路（LAN）訪問點提供網路連接。 
　　§ 對象交換（Object Exchange，OBEX）協議：對象交換（OBEX）是一種高效、簡潔的二進位協議，它使各種裝置以一種簡單、高效的方式自然交換資料。在Windows CE .NET中，該特性可以在藍芽（Bluetooth）和紅外線資料關聯（IrDA）協議之上工作。 
　　§ MediaSense：MediaSense特性通過嚮應用程式通知網路狀態，從而改善了行動裝置使用者的漫遊體驗。例如，它會通知應用程式嵌入裝置是否處於範圍之內。它還為使用者提供了一個離線模式。 
　　§ 802.1x/ Zero Configuration（零配置）：Windows CE .NET引入了802.11 Zero Configuration（零配置）、802.1x以及 可擴充身分識別驗證協議（Extensible Authentication Protocol，EAP）。802.11 Zero Configuration簡化了802.11網路的安裝，並且使得從一個802.11網路到另一個801.1x網路的無縫漫遊成為可能。而EAP則通過在使用者登入到網路上時啟用使用者名稱/口令、認證或者針對特定原始裝置生產商（OEM）的身分識別驗證顯著增強了802.11的安全性。 
　　3.2 開放的通訊平台 
　　支援領先的網路技術： 
　　§ 輕量級目錄訪問協議（Lightweight Directory Access Protocol，LDAP）：LDAP v 3.0是一種用來訪問Microsoft Active Directory（活動目錄）的協議，Active Directory中儲存了姓名、地址、電話號碼以及其它類型的資訊。 
　　§ 遠端存取服務（Remote Access Service，RAS）伺服器：Windows CE .NET支援將基於Windows CE的裝置用作一台RAS伺服器，並且允許用戶端使用廣域網路（WAN）串連到基於Windows CE的裝置上。 
　　§ 網路驅動程式介面規範（Network Driver Interface Specification，NDIS）5.1：Windows CE .NET引入了對NDIS的支援，NDIS通過將硬體層和協議層抽象化，簡化了驅動程式的開發。NDIS 支援乙太網路（802.3）、IrDA、WAN以及令牌環網（802.5）微連接埠。Windows CE .NET全面支援中間驅動程式、電池狀態、直接記憶體存取（DMA）以及發送取消。 
　　§ TCP/IP：Windows CE .NET包括一個基於標準的TCP/IP棧，允許使用Windows CE的裝置被用作區域網路或遠程網路上的節點和伺服器。Windows CE .NET還包括對TCP/IP的安全性和穩定性增強。 
　　§ Winsock 2.0：Windows Sockets（Winsock）是一個介面，可以使用它來發現和使用底層傳輸協議的通訊能力。通過提供一個獨立於協議的介面，Winsock完全支援新興的網路技術，例如即時多媒體通訊。 
　　§ 網路橋接：網路橋接（Network Bridging）通過將幀從一個乙太網路段轉寄到另一個網段，可以將多個乙太網路段串連到一個單一的子網之中。Windows CE .NET包含了所有必需的組件，以在一個平台中支援網路橋接。 
　　§ 通用隨插即用（Universal Plug and Play，UPP）Device Host and Control Point：UPP Device Host（UPP裝置託管）增強了個人電腦的端對端網路連通性、無線裝置和網路上的其它智慧型裝置。Device Host API允許您建立可以向其它UPP裝置發布自己的存在和功能的裝置。UPnP Control Point提供的API使Windows CE裝置可以發現並且控制網路上其它具有UpnP功能的裝置。 
　　即時Internet協議（IP）通訊支援 
　　§ 即時協作和通訊：即時通訊（RTC）使任意兩個IP裝置間的訊息傳遞、出席會議和音頻（VoIP）。RTC是基於單一內聯協議（Single Inline Protocol，SIP）的，該協議是一種Internet工程工作群組（Internet Engineering Task Force，IETF）標準。SIP/RTC架構使Windows Messenger的出現成為可能。 
　　無縫的Windows整合 
　　遠端桌面通訊協定（Remote Desktop Protocol，RDP）：RDP允許瘦客戶機--例如基於Windows的終端--跨越LAN和WAN，或者藉助於撥號連線、ISDN、DSL或者VPN串連同一台終端伺服器進行通訊。5.1版本的RDP客戶機包括對高彩解析度、本機印表機和本地音頻回放的支援。 
　　4 WinCE.NET健壯特性 
　　4.1 系統級的可靠性 
　　§ 改進的可靠性：為了提供企業級的可靠性、簡潔的線程管理、伸縮自如的資料庫容量、高優先順序的線程清除預防以及獨一無二的裝置ID都已經內建在Windows CE .NET作業系統之中。 
　　4.2 小記憶體體積佔用 
　　§ 最小化的作業系統體積：通過不斷努力縮小嵌入系統最小化作業系統的體積，可以對Windows CE .NET中的豐富功能進行粒度級的組件化。 最小配置的Windows CE .NET可以小至200KB，它只帶有最小的核心功能。 
　　廣泛的CPU選擇 
　　Windows CE .NET支援四種微處理器家族以及模擬技術。 
　　§ ARM：支援的處理器包括ARM720T、ARM920T、ARM1020T、StrongARM、XScale 
　　§ MIPS：支援的處理器包括MIPS II/32 with FP、MIPS II/32 without FP、MIPS16、MIPS IV/64 with FP、MIPS IV/64 without FP 
　　§ SHx：支援的處理器包括SH-3、SH-3 DSP、SH-4 
　　§ X86：支援的處理器包括486、586、Geode、Pentium I/II/III/IV 
　　4.3 企業範圍的安全性 

4.4 網路安全性增強： 
　　§ Kerberos安全性通訊協定：Kerberos身分識別驗證協議在建立安全的網路連接前，為實體間的相互身分識別驗證提供了一個安全的網路連接，並且具有以下優點： 
　　§ 高效的伺服器身分識別驗證：應用程式伺服器不需要串連到網域控制站上對每個客戶的身份進行驗證，因為客戶出示的憑證提供了相應的身分識別驗證資訊。 
　　§ 相互身分識別驗證：客戶機和伺服器都可以互相驗證彼此的身份。 
　　§ 互通性：根據標準制定的規範是基於IETF的，它實現了同其它網路的互通性。Kerberos是運行Windows 2000 Server及其後續版本作業系統的伺服器使用的身分識別驗證協議。 
　　§ Web伺服器的安全通訊端層（Secure Sockets Layer，SSL）支援：SSL支援已經被添加到Web伺服器中，以允許Web伺服器和Web客戶機使用加密技術安全進行通訊。 
　　§ 受保護的儲存：為了保護敏感資訊或者防止資訊被篡改，受保護儲存的API為密碼系統和使用者體驗問題提供了一個方便的解決方案。 
　　§ 智慧卡Data Encryption Service提供者（Smart Card Cryptographic Service Provider，CSP）：Windows CE .NET的智慧卡子系統通過智慧卡CSP對CryptoAPI提供支援。這些服務提供者是一些可以訪問特定服務的動態連結程式庫（DLL）。 
　　擴充裝置驅動程式支援 
　　Windows CE .NET中對新的裝置驅動程式的支援包括： 
　　§ 進階技術附加資料包介面（Advanced technology Attachment Packet Interface，ATAPI）磁碟驅動程式：這個全面的功能性驅動程式提供了CD和DVD的“讀”支援。 
　　§ 新的統一音頻模型和樣本驅動程式：UAM實現了對WAV和Microsoft DirectSound®音頻API的高效支援。它還使得編寫一個能有效支援WAV和DirectSound的驅動程式成為可能。 
　　§ 可安裝的ISR：這個省時特性允許中斷被多個裝置共用。可安裝的ISR擴充了處理ISR和IST中裝置的能力，並且可以通過進階語言編程對其加以使用。 
　　§ 輸入/輸出（I/O）資源管理員：一個調用裝置的驅動程式可以通過指出是否是一個給定的資源（例如地址或者IRQ）來管理系統中的所有I/O資源。您可以通過使用裝置驅動程式中的資源管理員（Resource Manager）服務來避免平台中的I/O資源發生衝突。 
　　§ 裝置通知：裝置驅動程式和應用程式可以在裝置通知系統中註冊，以便在感興趣的裝置出現或消失時獲得通知。 
　　5 WinCE.NET智能特性 
　　5.1 .NET裝置服務 
　　Windows CE .NET使開發人員可以建立智慧型裝置並且參與到XML Web服務的新世界中去： 
　　§ XML：可延伸標記語言 (XML)（Extensible Markup Language，XML）是Web資料的通用格式。XML允許開發人員以一種標準、一致的方式從任何應用程式中輕鬆描述和提供豐富的結構化資料。XML不會代替HTML；相反，它是對HTML的有益補充。 
　　§ SOAP：SOAP是一種在分散的分布式環境中進行資訊交換所使用的輕量級協議。它是一種基於XML的協議，由三個部分組成：對訊息內容和如何處理訊息進行了架構定義的信封；面嚮應用程式所定義資料類型的表達執行個體的一組編碼規則；以及表示遠端程序呼叫和響應的約定。 
　　5.2 .NET Compact Framework 
　　.NET Compact Framework是.NET Framework的一個子集，專門面向小記憶體體積佔用的裝置而設計。.NET Compact Framework是一個面向安全、可下載應用程式的獨立於硬體的程式執行環境，定位於資源有限的計算裝置，並且專門為這些裝置進行了最佳化。.NET Compact Framework提供了多種語言可供選擇（在最初，有Microsoft Visual Basic® 和Microsoft Visual C#），並且消除了語言互通性所面臨的一些常見問題。例如，Visual C# 和Visual Basic組件可以輕鬆混合到一個解決方案之中，從而使更多的開發人員可以更輕易地參與到一個解決方案之中。.NET Compact Framework所支援的每種語言都可以平等地訪問底層的架構和作業系統特性。.NET Compact Framework還包括了對Web服務的支援，這些服務使開發人員可以在小型、短時串連裝置上對網路傳輸的粒度進行更細緻的控制，允許背景資料預取，並且使應用程式可以彙集來自不同的伺服器的資料。.NET Compact Framework支援所有被Windows CE .NET支援的處理器。 
　　5.3 自適應的使用者介面和增強 
　　Internet Explorer 5.5 for CE：支援Internet Explorer自訂的和個人化的使用者介面方面的增強： 
　　§ 可自訂的使用者介面（UI）：允許對常用控制項和其它使用者介面元素的外觀進行自訂。 
　　§ 使用者設定檔：使OEM可以在一個裝置上儲存多個特定於使用者的設定。 
　　§ 多螢幕支援：支援將多個螢幕串連到基於Windows CE的裝置上，在組合使用時，就像一個大螢幕一樣。 
　　§ Microsoft ClearType® 支援：提供了對ClearType字型的支援。 
　　§ 字型載入目錄：您可以指定作業系統從哪個目錄載入字型。例如，您現在可以將字型儲存在Flash上。 
　　5.4 豐富的多媒體支援 
　　支援最新的多媒體體驗，包括Microsoft DirectX® API和Windows Media 8轉碼器和控制項： 
　　§ Microsoft Direct3D® API：通過允許對3D視頻顯示硬體以裝置無關的方式進行裝置有關的訪問，對3D互動圖形程式提供支援。 
　　§ DVD視頻API：允許應用程式同DVD解碼硬體進行互動。DVD視頻API介面具有同獨立的消費類DVD播放器相同的功能。 
　　§ Microsoft DirectMusic® API：支援通過硬體播放基於訊息的音樂資料。 
　　§ DirectX：Windows CE .NET支援所有微處理器、DVD導航和回放、Direct 3D API和參考光柵（僅限於支援浮點的CPU）。 
　　§ Windows Media 8 轉碼器和控制項：支援最新的Windows Media 8 Codec（轉碼器）和Controls（控制項），可以對最新的高保真、低頻寬編碼多媒體流提供支援。 
　　§ 數位版權管理V 7：DRM 7 允許著作權者對ASF（Advanced Streaming Format）格式的內容進行加密和管理，並使這些經過加密的音頻和視頻ASF檔案的播放成為可能。 
　　5.5 最新的Web瀏覽技術 
　　Internet Explorer 5.5 for CE：支援Internet Explorer 5.5的功能。 
　　5.6 廣泛的全球性支援 
　　Windows CE .NET 基於Unicode而且具有廣泛的本地化和語言支援，這使得嵌入系統的開發人員可以針對特定市場量身定做相應的產品。Windows CE .NET已經使用了多種語言進行了本地化，其中包括了對以下語言的增強支援： 
　　§ Agfa字型壓縮：支援Agfa AC3字型壓縮和解壓技術，這些技術減少了東亞字型檔所佔用的ROM體積。 
　　§ 多語系使用者介面（Multilingual User Interface，MUI）：使用者可以切換使用者介面語言，而且使用一個單一的ROM映像就可滿足多個市場的要求。 
　　§ 中文作業系統和應用程式支援：面向簡體中文和繁體中文的完全的作業系統和應用程式本地化支援。 
　　§ 面向簡繁體中文的輸入法（Input Method Editors，IME）：帶有簡單使用者介面並且同時面向簡繁體中文的Pocket IME，以及為Windows CE提供的Microsoft 拼音IME2.0。 
　　§ 日語Pocket IME 2.0：核心和使用者介面的分離實現了更大程度的定製化。新增特性包括字典編譯器、使用者字典、字詞註冊、多字典支援、新的註冊表設定以及更廣泛的IME支援。 
　　§ 韓語作業系統和應用程式支援：作業系統和應用程式已經針對韓語進行了本地化。韓語IME核心和使用者介面代碼也已經進行了分離，以便進行進一步的定製。 
　　§ 手寫辨識引擎（Handwriting Recognizer Engine，HWX）和樣本使用者介面：為多種語言提供了手寫辨識引擎，包括繁體中文和韓語（Hangul和Hanja）。 
　　§ 轉換器應用程式（Transcriber Application）：為美國英語、德語和法語提供的手寫辨識的端到端解決方案。 
　　5.7 最容易的Windows整合 
　　§ 即時信使通知：立即訊息用戶端可以使使用者使用語音或者視頻同朋友進行交流，並且可以非常容易地同其它人通過共用檔案、應用程式或者電子白板進行協作。 
　　§ Microsoft Passport身分識別驗證：同.NET Passport進行互動。這個線上的使用者身分識別驗證用戶端使使用者可以使用單一的註冊名和口令，輕鬆和安全地訪問所有支援.NET Passport的Web網站和服務。.NET Passport將開發人員從構建專有的使用者身分識別驗證系統中解放出來，並使他們能將精力集中在為網站設計增值特性上。 
　　6 WinCE.NET快捷特性 
　　6.1 更短的構建--調試--部署周期 
　　新的特性可以迅速縮短花費在構建和測試設計上的時間，一些新特性包括： 
　　§ 模擬技術：Windows CE .NET具有模擬技術，該技術允許開發人員在他們的Windows 2000或Windows XP Professional工作站上開發與測試他們的設計，而無需額外的硬體投資。 
　　§ 新的平台嚮導：新的平台嚮導使使用者可以迅速而容易地基於所構建的裝置類型建立一個新的平台，並且為裝置的設計提供一個基礎： 
　　§ 行動電話/智能電話 
　　§ 自訂裝置 
　　§ 數字成像裝置 
　　§ 工業自動化裝置 
　　§ Internet/媒體裝置 
　　§ PDA/移動手持功能 
　　§ 住宅門禁 
　　§ POS裝置 
　　§ 頂置盒 
　　§ 微核心 
　　§ Web板裝置 
　　§ Windows瘦客戶機 
　　§ 主板支援包（BSP）：Windows CE .NET包括了多種主板支援包，從而縮短了讓作業系統正常工作在硬體上所需的時間。Windows CE .NET當前支援以下的標準開發主板（SDB） 
　　§ 適用於x86微處理器的Advantech PCM-5822 和PCM-5823 SDB 
　　§ 適用於ARM920微處理器ARM 整合SDB 
　　§ 適用於Vr5432微處理器DDB5476 SDB 
　　§ 適用於x86微處理器Dorado 參考平台（Reference Platform） 
　　§ 適用於Vr4122微處理器Eagle SDB 
　　§ 適用於SH3微處理器Hitachi SH3 Keywest SDB 
　　§ 適用於SH4微處理器Hitachi SH4 Aspen SDB 
　　§ 適用於SA1110微處理器Intel SA1110/SA1111 Assabet SDB 
　　§ 適用於x86微處理器Lanner EM-350和EM-351 SDB 
　　請經常訪問Windows CE硬體支援和裝置驅動程式頁面瞭解同附加BSP支援有關的更多資訊，這些資訊會經常得到更新。 
　　§ 共用的調試乙太網路驅動程式：使調試和生產活動可以共用一個單一的網路連接埠。 
　　§ 核心獨立傳輸層（Kernel Independent Transport Layer，KITL）：核心獨立傳輸層是一個抽象層，它可以向工具透明地呈現通訊硬體。KITL通過刪除對開發主板和舊有串連的需要改善了核心的載入、調試和分析過程。 
　　§ 遠程調用調節器：程序呼叫設定檔可以發現應用程式中的效能瓶頸。 
　　§ 遠程核心跟蹤：它是一個得到了增強線程調節器，可以協助您追捕到競爭條件。 
　　§ 遠程效能監控器：它是一個得到了增強效能監控工具，可以協助您對應用程式進行跟蹤和測量系統的效能。 
　　§ 擴充遠程服務配置：Windows CE .NET允許您保有一個面向多個目標裝置的配置列表，每個目標裝置都有它自己獨一無二的設定。這些設定已經被擴充，以允許對下載和串連過程以及在對目標裝置進行重啟時控制目標裝置所具有的行為。 
　　§ 樣本裝置驅動程式：提供了新的USB列印、海量儲存類裝置和遠程網路驅動程式介面規範（RNDIS）的樣本裝置驅動程式。 
　　§ 擴充輸出SDK嚮導：通過使用該嚮導，您可以建立一個可以匯入到Microsoft eMbedded Visual C++ 4.0開發環境中的自訂SDK，來為自訂平台編寫應用程式。SDK嚮導現在可以建立一個.msi格式的SDK安裝包（SDK Installation Package），而且基於特性的文檔可以被輸出到SDK中。 
　　§ Windows CE .NET的標準SDK：使用Windows CE .NET的 SDK跨越裝置構建具有近乎全球移植性的應用程式。 
　　系統需求以下是運行Windows CE .NET和Platform Builder 4.0所需的最小硬體需求。 
　　最小需求 
　　處理器 266 MHz Pentium II 處理器或更高；推薦採用500 MHz 
　　作業系統 安裝有Service Pack 2的Microsoft Windows 2000 Professional 或 Windows XP Professional 
　　記憶體 128 MB 記憶體；運行Emulator（模擬器）需要192 MB記憶體 
　　硬碟 典型的單個微處理器安裝需要1.7 GB可用硬碟空間，包括Platform Builder工具集在內的完整產品安裝需要 14 GB可用硬碟空間 
　　磁碟機 DVD-ROM 磁碟機（安裝Windows CE .NET CD所需的CD-ROM 磁碟機或DVD-ROM磁碟機） 
　　顯示器 VGA 或更高解析度的監視器；推薦採用Super VGA監視器 
　　滑鼠 Microsoft Mouse 或者其它相容定點裝置 
　　其它裝置 § 在不使用乙太網路串連時，需要使用雙向並行連接埠來下載作業系統映像 § 調試需要使用串口或乙太網路卡；推薦採用區域網路（LAN）集線器 
　　7 WinCE.NET行業應用 
　　工業自動化製造商過去通常部署來自不同供應商的孤立資訊技術系統，現在他們開始審視那些能在整個企業範圍內為通用資訊訪問提供高效、經濟基礎結構的技術。產品設計和生產、銷售和生產計劃、產品管理和工藝控制、以及生產和後勤的無縫連結，是在當今這個注重時間、基於Web的嶄新生產製造環境下取得競爭優勢的關鍵所在。 P>Windows® CE作業系統是一個適合下一代互連工業自動化裝置的理想小體積嵌入平台。由於使用了MSMQ（Microsoft Message Queuing）這樣的先進應用服務，Windows CE使實現與工廠生產現場現有IT設施的全面整合成為可能。它還具有極大增強了的即時支援以提供時間關鍵的嵌入應用程式所需要的邊界限制、確定性回應時間和控制。因為Windows CE能從快閃記憶體磁碟中啟動，也就避免了暴露在灰塵、高溫、和震動環境下，從而使它可以適應甚至是最惡劣的生產環境。