基于嵌入式觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的研究與開(kāi)

0 引言

Windows CE.NET是一個(gè)搶先式多任務(wù)并具有強(qiáng)大通信能力的Windows 32位嵌入式操作系統(tǒng)，是微軟專(zhuān)門(mén)為信息設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、嵌入式應(yīng)用等非PC領(lǐng)域而從頭設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略性操作系統(tǒng)產(chǎn)品?？梢钥闯?Windows CE并不是Windows桌面操作系統(tǒng)的一部分或縮減版本。CE系統(tǒng)與其它操作系統(tǒng)一樣，也提供了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，以驅(qū)動(dòng)內(nèi)部或者外圍硬件設(shè)備。驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)和設(shè)備鏈接起來(lái)，使得操作系統(tǒng)能夠識(shí)別設(shè)備，并為應(yīng)用程序提供相應(yīng)的服務(wù)[1]。要想真正了解驅(qū)動(dòng)程序必須結(jié)合一些驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)際開(kāi)發(fā)，本文以基于ARM9核心硬件平臺(tái)的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槔v解如何在不同的硬件設(shè)備上實(shí)現(xiàn)Windows CE的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。

1 Windows CE的體系結(jié)構(gòu)

Windows CE是由許多離散模塊組成的，每一模塊都提供特定的功能。這些模塊中的一部分被劃分成組件。組件使Windows CE變得非常緊湊，只占不到200KB的RAM，因此只占用了運(yùn)行設(shè)備所需的最小的ROM、RAM以及其它的硬件資源。

圖1 Windows CE的體系結(jié)構(gòu)

Windows CE包含提供操作系統(tǒng)最關(guān)鍵功能的4個(gè)模塊：內(nèi)核模塊；對(duì)象存儲(chǔ)模塊；圖形、窗口和事件子系統(tǒng)（GWES）模塊以及通信模塊。Windows CE還包含一些附加的可選擇模塊，這些模塊可支持的任務(wù)有管理流設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、支持COM等。

內(nèi)核是OS的核心，通過(guò)Core Dll模塊表示。它提供在所有設(shè)備中都出現(xiàn)的基本操作系統(tǒng)功能。內(nèi)核負(fù)責(zé)內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、以及特定文件管理等功能。它還管理虛擬內(nèi)存、調(diào)度、多重任務(wù)處理以及例外處理等。

對(duì)象存儲(chǔ)可將用戶數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序數(shù)據(jù)存入文件或注冊(cè)器。在操作系統(tǒng)構(gòu)造進(jìn)程的過(guò)程中，對(duì)于這些不同的對(duì)象存儲(chǔ)組件，可以選取，也可以忽略。

GWES是用戶、應(yīng)用程序和OS之間的圖形用戶接口。GWES通過(guò)處理鍵盤(pán)、筆針動(dòng)作來(lái)接受用戶輸入，并選擇傳送到應(yīng)用程序和OS的信息。GWES通過(guò)創(chuàng)建并管理在顯示設(shè)備和打印機(jī)上顯示的窗口、圖形以及文本來(lái)處理輸出。

通信組件提供對(duì)下列通信硬件和數(shù)據(jù)協(xié)議的支持：串行I/O支持，遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)（RAS），傳輸控制協(xié)議/Internet協(xié)議（TCP/IP），局域網(wǎng)（LAN），電話技術(shù)API，Windows CE的無(wú)線服務(wù)。Windows CE的整體架構(gòu)如圖1。

2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的中斷處理

中斷是硬件與軟件打交道的重要方法，所以大多數(shù)驅(qū)動(dòng)程序都涉及到中斷處理。要想了解驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，必須先了解Windows CE中斷機(jī)制。在CE的中斷處理中，一部分工作是由CE Kernel完成的，一部分是由OEM完成的，Windows CE的中斷服務(wù)例程是由OAL（對(duì)象抽象層）實(shí)現(xiàn)的。硬件中斷被發(fā)送到內(nèi)核的異常處理器，內(nèi)核的中斷支持處理器調(diào)用OAL函數(shù) OEMInterruptDisable來(lái)屏蔽此硬件的特定中斷，然后內(nèi)核調(diào)用ISR來(lái)進(jìn)行物理中斷，以中斷標(biāo)志符的形式返回邏輯中斷給系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度程序。系統(tǒng)得到該中斷號(hào)后，就會(huì)找到該中斷號(hào)對(duì)應(yīng)的事件，并喚醒等待相應(yīng)事件的線程（IST），然后IST就可以在用戶模式下進(jìn)行中斷處理。處理完成后，IST需要調(diào)用InterruptDone來(lái)通知操作系統(tǒng)中斷處理結(jié)束，操作系統(tǒng)再次調(diào)用OAL中的OEMInterruptDone函數(shù)來(lái)完成最后的中斷處理。其中斷的詳細(xì)處理過(guò)程如圖2所示。

圖2 中斷處理過(guò)程