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目前，嵌入式微處理器種類很多，嵌入式操作系統(tǒng)要支持盡可能多的處理器，這就要完成操作系統(tǒng)針對(duì)不同處理器的定制。 本文分析了嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE.NET的特點(diǎn)，并利用工具Platform Builder 4。2完成了其在以ARM920T為核心的S3C2410處理器上的定制。 1 Windows CE系統(tǒng)和Platform Builder 4.2 Windows CE是微軟推出的一個(gè)32位、多線程、多任務(wù)的嵌入式操作系統(tǒng)，是微軟專門為信息設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用、嵌入式應(yīng)用等設(shè)計(jì)的嵌入式模塊型操作系統(tǒng)。用戶可選擇、組合和配置Windows CE.NET的模塊和組件來(lái)創(chuàng)建用戶版的操作系統(tǒng)。 Windows CE.NET是WindOWS CE 3.0的后繼產(chǎn)品，其系統(tǒng)組成如圖1所示。Windows CE.NET為快速建立下一代智能移動(dòng)和小內(nèi)存占用的設(shè)備提供了一個(gè)良好的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，它具備完整的操作系統(tǒng)特性集和針對(duì)端對(duì)端開(kāi)發(fā)的環(huán)境，并包括了定制設(shè)備所需要的一切，例如，聯(lián)網(wǎng)能力、實(shí)時(shí)性、小內(nèi)存占用、多媒體以及Web瀏覽功能。 Platform Builder 4.2是微軟提供給Windows CE.NET開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行基于Windows CE.NET平臺(tái)下嵌入式操作系統(tǒng)定制的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。它提供了所有進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、編譯、測(cè)試和調(diào)試Windows CE。NET操作系統(tǒng)平臺(tái)的工具，開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)交互式的環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)和定制內(nèi)核、選擇系統(tǒng)特性，然后進(jìn)行編譯和調(diào)試。同時(shí)開(kāi)發(fā)人員還可以利用Platform Builder來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)等。 2 硬件平臺(tái) HHARM9-EDU開(kāi)發(fā)平臺(tái)是由華恒公司開(kāi)發(fā)的一套用于嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的平臺(tái)，它由核心板和底板組成。核心板上集成了Samsung S3C2410處理器、16 M 的FLASH 和64 M SDRAM。Samsung的S3C2410處理器是一款高性價(jià)比、低功耗、體積小、高性能、高集成度的微處理器，它采用203 MHz的ARM920T內(nèi)核，集成了16 KB指令緩存和16 KB數(shù)據(jù)緩存，并利用MMU實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬內(nèi)存的管理，LCD控制器支持STN屏或FTT屏，支持NAND flash。核心板功能模塊見(jiàn)圖2。 3 Windows CE. NET系統(tǒng)移植 3.1 移植流程 從根本上說(shuō)，Windows CE.NET的移植過(guò)程也就是改寫(xiě)B(tài)SP的過(guò)程。BSP又稱板級(jí)支持包，它是一個(gè)包括啟動(dòng)程序、OEM適配層程序(OAL)、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)板(SDB)和相關(guān)硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序的軟件包。BSP是基于Windows CE.NET平臺(tái)系統(tǒng)的主要部分。操作系統(tǒng)移植步驟為: 1)對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行裁減，配置各個(gè)組件并且修改相關(guān)的配置文件； 2)開(kāi)發(fā)目標(biāo)設(shè)備系統(tǒng)上的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，建立定制的CE操作系統(tǒng)映像文件； 3)將目標(biāo)文件下載到目標(biāo)設(shè)備上進(jìn)行調(diào)試； 4)定制操作系統(tǒng)內(nèi)核后，導(dǎo)出平臺(tái)SDK，供在Embedded Visual C++中開(kāi)發(fā)上層應(yīng)用軟件。 移植流程見(jiàn)圖3 開(kāi)發(fā)工具Platform Builder自身就提供了多種目標(biāo)板的BSP。如果用戶的目標(biāo)板和Platform Builder提供的相同，那么只需要重新編譯生成相應(yīng)的系統(tǒng)鏡像下載到目標(biāo)板即可。但是實(shí)際情況更多的可能是處理器相同，而板上的外圍設(shè)備接口不同，這時(shí)候只有修改Platform Builder中相同或相近的處理器的BSP來(lái)生成一個(gè)新的BSP，這樣就可以大大減少BSP的研發(fā)周期。 3.2 基于S3C2410板的BSP開(kāi)發(fā) BSP的開(kāi)發(fā)主要包括Bootloader、OAL、本地驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)以及一些文件的配置 。 1)Bootloader就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。通過(guò)這段小程序，可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。它存放于目標(biāo)平臺(tái)的非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)中，如ROM 或Flash。本文移植使用的是華恒公司提供的ppcboot。 2)OAL即設(shè)備商適配層中位于Windows CE內(nèi)核和目標(biāo)硬件平臺(tái)之間的一個(gè)代碼層。開(kāi)發(fā)OAL的目的是為了實(shí)現(xiàn)Windows CE.NET內(nèi)核和目標(biāo)硬件之間的通信，包括處理中斷、定時(shí)器等。 3)Device Drivers(驅(qū)動(dòng)程序)是指能夠管理虛擬或者物理設(shè)備、協(xié)議、服務(wù)等的一段軟件模塊，操作系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序直接和硬件打交道。設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的具體步驟是通過(guò)Platform Builder創(chuàng)建一個(gè)新的平臺(tái)，然后根據(jù)硬件平臺(tái)的需要插入和移除驅(qū)動(dòng)，需要修改的文件有Platform。Bib，Platform。reg及驅(qū)動(dòng)程序源代碼等。下面以LCD驅(qū)動(dòng)程序源碼為例，根據(jù)華恒的參考資料，需要對(duì)PB的原有驅(qū)動(dòng)進(jìn)行如下修改: WORD TempBuffer[241][320]; // 改后buffer的大小 S3C2410DISP::S3C2410DISP(void) { RETAILMSG(0,(TEXT("++S3C2410DISP::S3C2410DISP "))); //setup up display mode related constants m_nScreenWidth=240; //屏幕寬由原來(lái)的480改為240 m_nScreenHeight=320; //屏幕高由原來(lái)的640改為現(xiàn)在的320 m_colorDepth=16; m_cbScanLineLength=m_nScreenWidth*2; m_frameBufferSize=m_nScreenHeight*m_cbScanLineLength; //memory map register access window ，frame buffer，and program LCD controller InitializeHardware()； 寄存器設(shè)置是由D:WINCE420PLATFORMsmdk2410KERNELHALcfw。c中的InitDisplay函數(shù)進(jìn)行設(shè)置。驅(qū)動(dòng)中通過(guò)讀注冊(cè)表中的相應(yīng)鍵的值來(lái)獲得framebuffer的地址。 [HKEY_LOCAL_MACHINEDriverS3C2410CONFIG] "DisplayDll"="s3c2410disp。dll" "LCDVirtualFrameBase"=dword:ac100000 "LCDPhysicalFrameBase"=dword:30100000 4)平臺(tái)文件的配置。配置文件包括源代碼配置文件和操作系統(tǒng)鏡像配置文件。源代碼配置文件主要是告訴Build工具需要用到的路徑、C或Visual C++的源文件以及生成什么類型的二進(jìn)制文件等，包括Dirs、Sources、Makefile文件等。操作系統(tǒng)鏡像配置文件則主要用于給Makeimag工具生成操作系統(tǒng)鏡像，包括。bib(二進(jìn)制映像文件)、。reg(注冊(cè)表文件)、。dat(文件系統(tǒng)描述文件)、。db(數(shù)據(jù)庫(kù)文件)。本文中源代碼配置文件只對(duì)配置文件做了相應(yīng)的修改。 利用上述生成的BSP，通過(guò)Platform Builder創(chuàng)建一個(gè)新的平臺(tái)，本文直接選擇Mobile Handheld平臺(tái)，接下來(lái)根據(jù)需要進(jìn)行選擇。最后在WINCE42OPUBLICplatformRelDirSAMSUNG_SMDK2410_ARMV4Release下得到NK。bin，對(duì)其進(jìn)行壓縮之后燒寫(xiě)到Flash中。同時(shí)導(dǎo)出平臺(tái)的SDK，供在EVC上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。 3.3 在目標(biāo)設(shè)備上操作系統(tǒng)鏡像的調(diào)試 開(kāi)發(fā)板和PC機(jī)可以通過(guò)串行餅行端口、以太網(wǎng)和JTAG/BDM 來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)映像的下載。本文中，開(kāi)發(fā)板同PC機(jī)接網(wǎng)線、串口線，設(shè)定超級(jí)終端，最后系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行。 4 結(jié)束語(yǔ) 本文簡(jiǎn)單介紹了Windows CE.NET在HHARM9-EDU 的移植過(guò)程，對(duì)于其他處理器平臺(tái)，同樣具有參考價(jià)值。Windows CE .NET在不同硬件平臺(tái)上的移植主要是根據(jù)對(duì)應(yīng)的硬件修改BSP的過(guò)程，驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)是構(gòu)建BSP的關(guān)鍵之一，在沒(méi)有新的外設(shè)情況下，驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)可以在PB提供的源碼基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。對(duì)于有新的硬件設(shè)備情況下就要對(duì)其進(jìn)行重新編寫(xiě)。 |
