嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE.NET在S3C2410平臺(tái)上的移

因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)的環(huán)境要求，嵌入式操作系統(tǒng)一般需要提供可添加或可裁減的內(nèi)核及其他功能，以能夠讓用戶根據(jù)需要進(jìn)行配置。

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)目的開發(fā)等。

2 硬件平臺(tái)

HHARM9-EDU開發(fā)平臺(tái)是由華恒公司開發(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++中開發(fā)上層應(yīng)用軟件。

移植流程見圖3

開發(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開發(fā)

BSP的開發(fā)主要包括Bootloader、OAL、本地驅(qū)動(dòng)程序的開發(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