《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 嵌入式技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于Intel PXA270的WinCE操作系統(tǒng)移植
基于Intel PXA270的WinCE操作系統(tǒng)移植
摘要: 本文利用PlatformBuilder工具并以EEliod Evluation開(kāi)發(fā)板為對(duì)象,介紹了基于Intel PXA270WindowsCE的移植方法和內(nèi)容。并給出了在此操作系統(tǒng)成功開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序的運(yùn)行結(jié)果。
Abstract:
Key words :

 

       隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和3G時(shí)代的到來(lái),高性能PDA產(chǎn)品作為一種電子消費(fèi)品越來(lái)越受青睞。作為這些高性能的PDA產(chǎn)品核心的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是開(kāi)發(fā)嵌入式應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。向來(lái)以界面友好,易操作性,易開(kāi)發(fā)性為賣(mài)點(diǎn)的Windows CE.net嵌入式操作系統(tǒng)得到了廣泛的使用。然而,WindowsCE在不同CPU,不同硬件環(huán)境下的移植成為了限制其進(jìn)一步發(fā)展的障礙。本文利用PlatformBuilder工具并以EEliod Evluation開(kāi)發(fā)板為對(duì)象,介紹了基于Intel PXA270WindowsCE的移植方法和內(nèi)容。并給出了在此操作系統(tǒng)成功開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序的運(yùn)行結(jié)果。
  1.系統(tǒng)硬件平臺(tái)
  論文使用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)為深圳億道公司提供的EEliod Evluation開(kāi)發(fā)板,該開(kāi)發(fā)板采用的是基于Intel XScale微體系結(jié)構(gòu)的Intel PXA270 處理器。Intel XScale微體系結(jié)構(gòu)支持16位Thumb指令和DSP擴(kuò)充。可用于手機(jī)、便攜式終端(PDA)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備、骨干網(wǎng)(BackBone)路由器等。Intel PXA270微處理器芯片就是一款集成了32位Intel XScale處理器核、多通信通道、LCD控制器、增強(qiáng)型存儲(chǔ)控制器和PCMCIA/CF控制器以及通用I/O口的高度集成的應(yīng)用處理器。
  2.Windows CE.net嵌入式操作系統(tǒng)
  Windows CE.net 是為各種嵌入式系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種壓縮的、高效的、可升級(jí)的操作系統(tǒng)。在 Windows CE.net 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中,有兩個(gè)重要的方面,一個(gè)是內(nèi)核定制,一個(gè)是應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā),微軟在這兩個(gè)方面都提供了非常好的開(kāi)發(fā)工具,這就是內(nèi)核定制工具 Platform Builder 和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具 Embedded Visual C++。Platform Builder 是基于 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。同時(shí),還可利用 Platform Builder 來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)和應(yīng)用程序項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)等。由于嵌入式系統(tǒng)資源有限,C++編譯器效率高、性能好,Embedded Visual C++(EVC)便成了其應(yīng)用程序最廣泛的開(kāi)發(fā)工具。
  3 操作系統(tǒng)移植
  Windows CE.net并不是一個(gè)通用的安裝版操作系統(tǒng),在形形色色的嵌入式硬件設(shè)備世界里,一款CE系統(tǒng)通常只會(huì)針對(duì)某一種硬件平臺(tái)生成。所以,必須根據(jù)自己的硬件平臺(tái)和應(yīng)用場(chǎng)合定制CE。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。
  3.1 BootLoader的移植
  BootLoader是一段單獨(dú)的程序代碼,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。在開(kāi)發(fā)CE的過(guò)程中,它主要用于啟動(dòng)硬件和下載nk.bin到目標(biāo)板上,并有一定的監(jiān)控作用
  由于BootLoader涉及到基本的硬件操作,如CPU的結(jié)構(gòu)、指令等,同時(shí)又涉及到以太網(wǎng)下載協(xié)議(TFTP,當(dāng)然也可能通過(guò)串口)和映像文件格式。因此從零實(shí)現(xiàn)的話(huà),會(huì)需要相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程。好在微軟為每種類(lèi)型的CPU都提供了某種標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)板的BootLoader例程,因此通常的做法是:從這些例程中尋找與硬件平臺(tái)最接近的作為標(biāo)本程序,然后再?gòu)淖约旱挠布脚_(tái)上入手做相應(yīng)的改動(dòng)。一些新的評(píng)估板可能會(huì)由第三方的廠(chǎng)商來(lái)提供Bootloader。如果硬件平臺(tái)是從這樣的基板設(shè)計(jì)而來(lái)的話(huà),那么最好去尋求這些廠(chǎng)商獲取Bootloader來(lái)移植,以減少工作量。本文移植使用的就是PXA270 Bootloader。
  3.2驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)
  與其他操作系統(tǒng)一樣,Windows CE.net也提供了驅(qū)動(dòng)軟件,這些軟件的目的是驅(qū)動(dòng)內(nèi)部和外圍的硬件設(shè)備,或者為他們提供接口。驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)和設(shè)備連接起來(lái),使得操作系統(tǒng)能夠識(shí)別設(shè)備并為應(yīng)用程序提供設(shè)備服務(wù)。目前基于 Windows CE.net的兩種模型是本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和流接口驅(qū)動(dòng)程序。
  本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)適于集成到 Windows CE.net平臺(tái)的設(shè)備。通用 LED 驅(qū)動(dòng)和電源驅(qū)動(dòng)就是這樣的例子。微軟提供了定制接口的方式來(lái)支持內(nèi)部設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,絕大多數(shù)的開(kāi)發(fā)人員不需要編寫(xiě)本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。
  另外一種驅(qū)動(dòng)模型是具有定制接口的流接口驅(qū)動(dòng)程序,它是一般類(lèi)型的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。流接口驅(qū)動(dòng)程序表現(xiàn)為用戶(hù)一級(jí)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) DLL,用來(lái)實(shí)現(xiàn)一組固定的函數(shù)稱(chēng)為流接口函數(shù),這使得應(yīng)用程序可通過(guò)文件系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)這些驅(qū)動(dòng)程序。該部分實(shí)例參見(jiàn)參考文獻(xiàn)4,這里不再詳述。 
         3.3 操作系統(tǒng)配置、編譯和下載
  針對(duì)開(kāi)發(fā)中使用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用需求,下面我們使用Windows CE.net操作系統(tǒng)移植開(kāi)發(fā)工具Platform Builder來(lái)完成操作系統(tǒng)的配置編譯以及下載工作。
  3.3.1 配置Platform Builder
  在完成BSP或者驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)后,就可以用CEC Editor來(lái)編輯一個(gè)CEC文件,成功后就可以把此文件加載到PB IDE中。其中的原理就是PB用CEC文件來(lái)增加或者刪除某個(gè)功能單元,PB會(huì)解釋CEC文件中的數(shù)據(jù)格式。CEC文件編輯如圖1所示。加載CEC文件到PB中如圖2所示。
 
圖1 編輯CEC文件實(shí)例
 
圖2 加載CEC文件實(shí)例

  3.3.2 配置操作系統(tǒng)
  選擇File->New Platform來(lái)開(kāi)始一個(gè)“New Platform Wizard”,按照Platform Wizard 完成平臺(tái)的基本配置,在第三步選擇BSP包時(shí),選擇 EMDOOR SYSTEMS XSBASE270:ARMV4I。因?yàn)槲覀冮_(kāi)發(fā)用到的是億道公司提供的BSP包。在第四步選擇Internet Application ,第五步選擇組件時(shí)我們要選取 .net CF1.0支持,這是因?yàn)樵谑褂?Net CF2.0時(shí)有些依賴(lài)的部件無(wú)法選擇,通過(guò)選擇.Net CF1.0支持就完成選擇了。
  完成向?qū)Ш?,在編譯內(nèi)核鏡像前,需要在Catalog中添加一些我們需要的組件和配置整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)變量。在Catalog中點(diǎn)擊右鍵就可以添加組件到工程中??梢栽诓藛蜼iew/Catalog中打開(kāi)Catalog窗口,將選用到的組件添加到系統(tǒng)中。
  針對(duì)本文中應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的需要,在EELiod 開(kāi)發(fā)平臺(tái)上選用的系統(tǒng)配置方案為:
 ?。?)添加Usb Activesync (文件同步) 
  (Catalog->Core OS -> Windows CE.net devices -> Applications - End User->ActiveSync-> File Sync)
  (2)添加COM組件運(yùn)行時(shí)加載支持
  (Catalog->Core OS -> Windows CE.net devices -> Applications and Services Development-> Component Object Mode-> COM-> CoCreateGuid functionality for OLE32)
 ?。?)添加USB Mass Storage
  (Catalog->Core OS -> Windows CE.net devices -> Core OS Services-> USB Host Support ->USB Storage Class Driver)
 ?。?)添加Fat File System
  (Catalog->Core OS -> Windows CE.net devices -> File Systems and Data Store -> Storage Manager-> FAT File System)
 ?。?)添加Disk Partition
  (Catalog->Core OS -> Windows CE.net devices -> File Systems and Data Store -> Storage Manager-> Partition Driver)
 ?。?)添加軟鍵盤(pán)
  (Catalog->Core OS -> Windows CE.net devices -> File Systems and Data Store -> Storage Manager-> Storage Manager Control Panel Applet)
 ?。?)添加USB Client 驅(qū)動(dòng)
  (Catalog-> Device Drivers -> USB Function -> USB Function Clients -> Serial)
 ?。?)添加網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)
  (Catalog-> Third Party-> BSPs -> Emdoor Systems XSBase270: ARMV4I -> Device Drivers -> Networking->Local Area Networking(LAN) devices->lan91c111) 
 ?。?)添加Usb Activesync (USB Function).
  (Catalog-> Third Party-> BSPs -> Emdoor Systems XSBase270: ARMV4I -> Device Drivers -> USB Function->USB Function Bus Drivers->PXA27x USB Function)
  3.3.3編譯平臺(tái)
  在配置好操作系統(tǒng)后,下一步就是編譯,編譯過(guò)程分成4個(gè)階段:sysgen階段、特征編譯(feature build)階段、發(fā)行目錄拷貝(release copy)階段、映像生成(make image)階段。PB編譯工具先產(chǎn)生頭文件(header files )、成生模塊(modules ) ,再把每個(gè)最后得到的模塊拷貝到發(fā)行目錄下,最后產(chǎn)生二進(jìn)制系統(tǒng)映像(默認(rèn)為NK.bin)。在開(kāi)始編譯前,需要通過(guò)Platform->Setting對(duì)話(huà)框來(lái)配置一些編譯選項(xiàng),在該系統(tǒng)中所設(shè)置編譯選項(xiàng)如圖3所示。 
 
圖3 配置平臺(tái)編譯設(shè)置   
 
  3.3.4 下載鏡像
  編譯整個(gè)平臺(tái),待編譯成功后會(huì)在Release目錄($ FLATRELEASEDIR )下會(huì)找到一個(gè)Bootloader 鏡像文件eboot.nbo和系統(tǒng)鏡像文件NK.bin。在向目標(biāo)板上下載系統(tǒng)鏡像文件之前,先要在目標(biāo)板上下載BootLoader鏡像文件。下載BootLoader鏡像使用jflash工具。具體使用方法為將Eboot.nb0復(fù)制到j(luò)flash工具執(zhí)行文件所在的目錄,打開(kāi)命令行,轉(zhuǎn)到Jflash目錄,執(zhí)行 Jflash PXA270 eboot.nb0  命令。
  Jflash 使用PC機(jī)的并口將eboot.nb0下載到開(kāi)發(fā)板,上面命令中Pxa270是我們開(kāi)發(fā)板上JTAG接口的相關(guān)配置信息。向目標(biāo)板上下載系統(tǒng)鏡像的途徑有多種,如通過(guò)串口、并口、網(wǎng)卡、USB等。只要BootLoader PC機(jī)上支持,可以選擇效率高的一種來(lái)下載鏡像。本論文中我們用到的BootLoader程序Eboot支持網(wǎng)卡下載,使用Platform Builder自帶下載工具下載。下載配置如圖4所示:
  Target->Connectivity Options in Platform Builder.
     
圖4 操作系統(tǒng)鏡像下載
 
  4.應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)
  在Windows CE.net嵌入式操作系統(tǒng)上進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)時(shí),首先要考慮到一個(gè)問(wèn)題:應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、調(diào)試和運(yùn)行在不同的平臺(tái)之間進(jìn)行的。所以我們?cè)谶M(jìn)行開(kāi)發(fā)前,首先要導(dǎo)出一個(gè)針對(duì)該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具包(SDK),這一步工作要在編譯完操作系統(tǒng)后完成。將編譯好的SDK安裝到開(kāi)發(fā)的PC機(jī)上,就可以使用EVC進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)了。圖5為在論文所定制和移植的操作系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)的兒童多媒體詞典的運(yùn)行效果圖。
圖5 兒童多媒體詞典的運(yùn)行效果圖
 
  5.結(jié)束語(yǔ)
  嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用在千變?nèi)f化的硬件環(huán)境中,所以要根據(jù)硬件環(huán)境的變化進(jìn)行配置,來(lái)滿(mǎn)足不同的應(yīng)用要求。本文介紹了Windows CE.net在Intel PXA270的移植過(guò)程,對(duì)于其他處理器硬件環(huán)境,同樣具有參考價(jià)值。
  本文作者創(chuàng)新點(diǎn)為解決了Windows CE.net在Intel PXA270的移植過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn),對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有參考價(jià)值。
此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。