MS Windows CE的實(shí)時(shí)系統(tǒng)

介紹

MicrosoftWindowsCE

快速反應(yīng)的嵌入式應(yīng)用常常管理嚴(yán)格的時(shí)間反應(yīng)。例如，制造過程控制，高速的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，電訊交換設(shè)備，醫(yī)用設(shè)備，空中“有線”控制，武器發(fā)射裝備，空間航行和導(dǎo)航，實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)控制，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制，機(jī)器人系統(tǒng)。

為保證這種功能，就意味著不僅需要計(jì)算精確性，還有結(jié)果的時(shí)間性，此種應(yīng)用必須在指定的時(shí)間參數(shù)內(nèi)做出反應(yīng)。

實(shí)時(shí)系統(tǒng)的廣義定義是“對(duì)任何外部刺激，計(jì)算機(jī)做出及時(shí)反應(yīng)是至關(guān)重要的系統(tǒng)”，標(biāo)準(zhǔn)定義在Internetnewsgroupcorprealtimegroup中。實(shí)時(shí)定義為：一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)它的計(jì)算正確性，不僅依靠于計(jì)算邏輯上的正確，還包括及時(shí)的產(chǎn)生結(jié)果。如果沒有達(dá)到系統(tǒng)時(shí)間限制條件，系統(tǒng)也是失效的。

搞清楚實(shí)時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的區(qū)別至關(guān)重要，實(shí)時(shí)系統(tǒng)代表所有系統(tǒng)組成設(shè)備——硬件，操作系統(tǒng)和應(yīng)用——它需要達(dá)到系統(tǒng)的要求，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)只是整個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它必須提供足夠的功能以確保整個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)達(dá)到要求。

同樣，搞清快速操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)之間區(qū)別，也很重要，對(duì)于一個(gè)RTOS雖然達(dá)到全面要求十分有用，但并不是它自己達(dá)到這種要求。Internetneusgronpcornp.realtime列舉了作為一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，必須達(dá)到的要求：

OS(操作系統(tǒng))必須是多線程和優(yōu)先級(jí)之分。

OS必須支持線程優(yōu)先級(jí)。

一個(gè)優(yōu)先級(jí)繼承的系統(tǒng)必須存在。

OS必須支持可預(yù)測的線程，同步發(fā)送機(jī)理。

另外，OS的行為必須是可預(yù)測的，這意味實(shí)時(shí)系統(tǒng)的開發(fā)者必須對(duì)系統(tǒng)中斷級(jí)，系統(tǒng)調(diào)用和分時(shí)了如指掌：

必須知道OS和設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的中數(shù)據(jù)匹配最大時(shí)間。

設(shè)備驅(qū)動(dòng)器用來處理一個(gè)中斷最大時(shí)間和關(guān)于這些驅(qū)動(dòng)器的中斷申請(qǐng)信息必須清楚。

中斷響應(yīng)(從中斷到運(yùn)行時(shí)間)，必須可預(yù)測并滿足功能要求。

每次系統(tǒng)調(diào)用時(shí)間必須可以預(yù)測，并且獨(dú)立于系統(tǒng)的對(duì)象數(shù)目。本篇論文論述了微軟WindowsCE操作系統(tǒng)是如何達(dá)到一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的要求，更有意義的是，WindowsCE保證一個(gè)時(shí)間的上限，它在收到中斷后開始一個(gè)實(shí)時(shí)的優(yōu)先級(jí)線程。本論文論述了對(duì)特定參考平臺(tái)的中數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間，參考為有HinathiSH3的微處理器的“Odo”平臺(tái)。

MicrosoftWindowsCE

概論

微軟WindowsCE被設(shè)計(jì)成針對(duì)小型設(shè)備(它是典型的擁有有限內(nèi)存的無磁盤系統(tǒng))的通用操作系統(tǒng)。WindowsCE可以通過設(shè)計(jì)一層位于內(nèi)核和硬件之間代碼來用設(shè)定硬件平臺(tái)，這即是眾所周知的硬盤壓縮層(HAL)，(在以前解釋時(shí)，這被稱為OEMC（原始設(shè)備制造)適應(yīng)層，即OAL；內(nèi)核壓縮層，即KAL。以免與微軟的WindowsNT操作系統(tǒng)HAL混淆)

不象其它的微軟Windows操作系統(tǒng)，WindowsCE并不是代表一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的相同的對(duì)所有平臺(tái)適用的軟件。為了足夠靈活以達(dá)到適應(yīng)廣泛產(chǎn)品需求,WindowsCE采用標(biāo)準(zhǔn)模式，這就意味著，它能夠由一系列軟件模式做出選擇，從而使產(chǎn)品定制。另外，一些可利用模式也可作為其組成部分，這意味著這些模式能夠通過從一套可利用的組份做出選擇，從而成為標(biāo)準(zhǔn)模式，通過選擇，能夠達(dá)到系統(tǒng)要求的最小模式，OEM能夠減少存儲(chǔ)腳本和操作系統(tǒng)的運(yùn)行。

WindowsCE關(guān)于VC++5.0開發(fā)系統(tǒng)嵌入式工具包，提供系統(tǒng)庫、工具、文本和樣本代碼，以使OEMS能夠?qū)μ囟ǖ挠布脚_(tái)使WindowsCE標(biāo)準(zhǔn)定制。嵌入式工具包也包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)包(DDK)和軟件開發(fā)包(SDK)，DDK提供了關(guān)于寫驅(qū)動(dòng)器的附加文本，SDK提供庫、頭文件、樣本代碼、文本以允許，開發(fā)者對(duì)基于WindowsCE的平臺(tái)進(jìn)行寫操作。WindowsCE提供了相同的程序界面，以用來為其它的視窗操作系統(tǒng)開發(fā)功能，例如，WindowsCE版本1.01支持大約1000個(gè)微軟的Win32API函數(shù)的其中500個(gè)。這就意味著大量不同類的工具，第三方書籍，關(guān)于Win32開發(fā)者訓(xùn)練教程，可以替代或?yàn)閃indowsCE系統(tǒng)的開發(fā)者所用。

實(shí)時(shí)系統(tǒng)的開發(fā)者能夠使用，關(guān)于VDFF5.0的嵌入式工具包，以把操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到特定的平臺(tái)，并為這個(gè)平臺(tái)開發(fā)附加設(shè)備驅(qū)動(dòng)器和實(shí)時(shí)功能。

線程和線程優(yōu)先權(quán)級(jí)

WindowsCE是有優(yōu)先級(jí)的多任務(wù)操作系統(tǒng)，它允許多重功能、進(jìn)程，在相同時(shí)間系統(tǒng)中運(yùn)行WindowsCE支持最大的32位同步進(jìn)程。一個(gè)進(jìn)程包括一個(gè)或多個(gè)線程，每個(gè)線程代表進(jìn)程的一個(gè)獨(dú)立部分，一個(gè)線程被指定為進(jìn)程的基本線程，進(jìn)程也能創(chuàng)造一個(gè)未定數(shù)目的額外線程，額外線程實(shí)際數(shù)目，僅由可利用的系統(tǒng)資源限定。

WindowsCE利用基于優(yōu)先級(jí)的時(shí)間片演算法以安排線程的執(zhí)行，WindowsCE支持八個(gè)不同的優(yōu)先級(jí)，由0到7，0代表最高級(jí)，它在頭文件Winbasw.h中定義。

優(yōu)先級(jí)描述

0

(最高級(jí))關(guān)鍵的線程優(yōu)先級(jí)

(最高優(yōu)先等級(jí))

1最高線程優(yōu)先級(jí)

2高于通常的線程優(yōu)先級(jí)

3通常線程優(yōu)先級(jí)

4低于常規(guī)線程優(yōu)先級(jí)

5最低線程優(yōu)先級(jí)

6高于IDLE的線程優(yōu)先級(jí)

7

(最低)IDLE線程優(yōu)先級(jí)

(最低優(yōu)先級(jí))

級(jí)別0和1通常做為實(shí)時(shí)過程和設(shè)備驅(qū)動(dòng)器，級(jí)別2-4做為線程和通常功能，級(jí)別5-7做為是低于其它功能級(jí)別，注意級(jí)別6是目前狀態(tài)并有穩(wěn)定聯(lián)接。

優(yōu)先權(quán)唯一的取決于線程優(yōu)先級(jí)，擁有高級(jí)優(yōu)先權(quán)的線程安排優(yōu)先運(yùn)行，同一優(yōu)先級(jí)的線程，以循環(huán)優(yōu)先先級(jí)方式運(yùn)行，即每個(gè)線程接受定制的時(shí)間或時(shí)間片，定量時(shí)間默認(rèn)值為25毫秒(WindowsCE2.0支持在MIPS平臺(tái)更改定量時(shí)間)。較低優(yōu)先權(quán)的線程，要直到較高級(jí)線程完成之后再運(yùn)行，也即直到他們或者放棄或停止。一個(gè)重要的例外是最高優(yōu)先級(jí)的線程(級(jí)別0，關(guān)鍵時(shí)間優(yōu)先級(jí))不與其它的線程共享時(shí)間片，這些線程連續(xù)執(zhí)行直到他們完成。不象其它的微軟窗操作系統(tǒng)，WindowsCE是固定不能改變，它不匹配基于這引進(jìn)優(yōu)先級(jí)的中斷，他們能夠暫時(shí)改動(dòng)，但僅能通過WindowsCE內(nèi)核以避免所謂的的“優(yōu)先權(quán)倒置”。

優(yōu)先權(quán)倒置指的是當(dāng)它們同時(shí)競爭同一資源時(shí)，低優(yōu)先級(jí)的線程，阻礙了高優(yōu)先權(quán)線程對(duì)資源的利用。為了改正這種局面并解放較高優(yōu)先權(quán)的線程，WindowsCE允許低級(jí)優(yōu)先權(quán)繼承，嚴(yán)格的線程優(yōu)先權(quán)，并且運(yùn)行較高優(yōu)先級(jí)直到它釋放所用資源。

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例如，如果一個(gè)線程在最高優(yōu)先權(quán)運(yùn)行試圖蕕取由低級(jí)優(yōu)先權(quán)占有的互斥體，低級(jí)優(yōu)先權(quán)的線程變成高級(jí)優(yōu)先權(quán)，并且運(yùn)行直到它釋放互斥體。優(yōu)先權(quán)倒置適用于系統(tǒng)的所有線程。例如，甚至在優(yōu)先級(jí)別1運(yùn)行的內(nèi)核線程能轉(zhuǎn)成級(jí)別0，如果優(yōu)先級(jí)0線程運(yùn)行內(nèi)存分頁代碼，將引起塊失誤。

基于優(yōu)先級(jí)的多任務(wù)設(shè)計(jì)，保證運(yùn)行在最低級(jí)的線程在一個(gè)預(yù)所知時(shí)間段執(zhí)行。本論文在后面討論設(shè)定響應(yīng)，對(duì)于指定的平臺(tái)和公式，并由其它的平臺(tái)獲取數(shù)字。在DAK和SDK的工具，顯示了線程狀態(tài)和優(yōu)先級(jí)別，并描繪指定實(shí)時(shí)系統(tǒng)操作輪廓。

線程同步

實(shí)時(shí)系統(tǒng)必須保證進(jìn)程和線程同步，例如，如果實(shí)時(shí)應(yīng)用的一部分在另一部分獲得最多當(dāng)前數(shù)據(jù)前即完成，此應(yīng)用的管理進(jìn)程可能不穩(wěn)定，同步將確保在應(yīng)用線程間交換正確。

如同其它的Windows操作系統(tǒng)一樣，WindowsCE為線程同步提供了一個(gè)豐富的“等待對(duì)象”，這包括關(guān)鍵部門、事件、互斥體，些等待對(duì)象，允許一個(gè)線程減緩它的運(yùn)行并且等待直到指定事件發(fā)生。

WindowsCE將互斥體、關(guān)鍵部分、事件請(qǐng)求按“先入先出，優(yōu)先級(jí)（FIFO）”順序排列：不同的先入先出順序序列定義成八個(gè)不同的優(yōu)先級(jí)，在給定的優(yōu)稱級(jí)的線程請(qǐng)求，將被放在優(yōu)先級(jí)列表末尾，當(dāng)優(yōu)先級(jí)倒置出現(xiàn)時(shí)，調(diào)度程序調(diào)整這些序列。

除了等待對(duì)象，WindowsCE支持標(biāo)準(zhǔn)的Win32時(shí)間API函數(shù)，這些來自內(nèi)核的應(yīng)用，軟件中斷將獲得時(shí)間間隔，它被用來管理實(shí)時(shí)應(yīng)用。通過調(diào)用GetTickCont函數(shù)，它能夠返回幾毫秒，線程能夠使用系統(tǒng)間隔時(shí)間。關(guān)于更詳細(xì)的分時(shí)信息，WindowsCE內(nèi)核也支持Win32API函數(shù)QueryPerformanreCounter和QueryPerFormanteFrequency。OEM必須為這些調(diào)用提供硬件和軟件支持，它提供一個(gè)較高的時(shí)間分辨力和OAL界面其它方面。

其它方面考慮

WindowsCE提供了一個(gè)重要的存儲(chǔ)系統(tǒng)，例如，當(dāng)目前某些運(yùn)行WindowsCE的平臺(tái)提供4MB的物理內(nèi)存，WindowsCE支持一個(gè)重要的2GB的地址空間，每個(gè)進(jìn)程聯(lián)接在它自己的32MB物理空間上，當(dāng)它需要產(chǎn)生內(nèi)存分頁中斷(這可能影響線程執(zhí)行時(shí)間)，物理內(nèi)存進(jìn)行線程代碼或數(shù)據(jù)內(nèi)存分頁。

內(nèi)存分頁輸入輸出，將比實(shí)時(shí)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)低。在實(shí)時(shí)進(jìn)程中內(nèi)存分頁仍可自由出現(xiàn)，但這要確保后臺(tái)的實(shí)際內(nèi)存管理贏得實(shí)時(shí)系統(tǒng)優(yōu)先權(quán)。

實(shí)時(shí)線程應(yīng)該鎖存在內(nèi)存中，以防止這些無關(guān)緊要的內(nèi)存分頁阻礙其運(yùn)行，它們可能會(huì)占用實(shí)際內(nèi)存管理系統(tǒng)。

WindowsCE允許映射，這將陰止多個(gè)進(jìn)程共享同一物理內(nèi)存，結(jié)果將會(huì)導(dǎo)致協(xié)同進(jìn)程間或驅(qū)動(dòng)器與映射快速的數(shù)據(jù)傳送，內(nèi)存映射能夠戲劇性的增強(qiáng)實(shí)時(shí)操作。

中斷處理：IRQSISRS和ISTS

實(shí)時(shí)應(yīng)用被設(shè)立在指定的時(shí)間間隔內(nèi)，對(duì)外部事件做出反應(yīng)，實(shí)時(shí)應(yīng)用使用中斷做為一種確保外部事件由操作系統(tǒng)獲知的方式。在Windows中，內(nèi)核和OEM適應(yīng)層(OAL)被設(shè)定成使系統(tǒng)其它部分的中斷和調(diào)度最優(yōu)化。WindowsCE平衡操作，并通過把中斷過程分成兩部分而使執(zhí)行更加容易：它分為中斷服務(wù)程序(ISR)和中斷服務(wù)線程(IST)兩部分。

每條硬件中斷申請(qǐng)線(IRQ)，與一個(gè)ISR相連。當(dāng)中斷成立和中斷出現(xiàn)時(shí)，內(nèi)核為此調(diào)用寄存的ISR，ISR為中斷處理的內(nèi)核模式部分盡可能短的保存。它首先將內(nèi)核放在適合的IST上。

ISR執(zhí)行它的最小處理并返回一個(gè)ID號(hào)到內(nèi)核，內(nèi)核檢查返回的中斷ID號(hào)，并設(shè)置相關(guān)事件，中斷服務(wù)線程等待事件。當(dāng)內(nèi)核設(shè)置事件時(shí)，IST停止等待并開始執(zhí)行，附加的中斷進(jìn)程，中斷處理大部分實(shí)際上出現(xiàn)在IST中，兩個(gè)最高的線程優(yōu)先權(quán)(級(jí)別0和1)，通常指定為ISTS，保證這些線程運(yùn)行得足夠快。

正如前面所說，處在最高級(jí)的ISTS不能被其它的線程占用，這些線程持續(xù)執(zhí)行直到它們截止或放棄。

WindowsCE不能支持群體中斷，這就意味著當(dāng)以前一個(gè)中斷處理中，另一個(gè)不同接受服務(wù)，也就是當(dāng)內(nèi)核位于ISR時(shí)如果中斷出現(xiàn)，在為新的IRQ開始ISR前它將一直執(zhí)行直到ISR結(jié)束，這將引起硬件中斷和ISR開始之間的延遲，拖延和響應(yīng)時(shí)間中斷響應(yīng)。

中斷響應(yīng)

本論文中，IntervuptLatency詞組主要指的是較件中斷，處理響應(yīng),也即是從處部中斷到達(dá)處理器到中斷開始處理間的時(shí)間。

WindowsCE中斷響應(yīng)時(shí)間是針對(duì)鎖存在內(nèi)存上的線程(當(dāng)內(nèi)存響應(yīng)不存在時(shí))。這使得計(jì)算最差事件響應(yīng)成為可能——中斷服務(wù)程序(ISR)開始和中斷服務(wù)線程（IST）開始D的總時(shí)間，直到中斷處理的總時(shí)間能夠通ISR和IST中所需時(shí)間計(jì)算決定。

ISR響應(yīng)通用公式定義如下：

ISR開始時(shí)間=value1+dISR_Current+sum(dISR_Higher)

value1=由內(nèi)核處理過程獲得響應(yīng)值

dISR_Current=中斷到達(dá)時(shí)程序中ISR持續(xù)時(shí)間。這個(gè)值范圍由0到系統(tǒng)中最長的ISR持續(xù)時(shí)間

sum(dISR_Higher)=所有在ISR開始前的較高級(jí)ISRS持續(xù)時(shí)間總和，即在時(shí)間vahe1+dISR-cumeneu間到達(dá)的中斷

例如，考慮一個(gè)擁有關(guān)鍵優(yōu)先權(quán)ISR的嵌入式系統(tǒng)，因?yàn)镮SR被設(shè)成最高級(jí)，這有樣ISRSdISR-Higher值為0。當(dāng)沒有其它ISRS最低響應(yīng)，在程序中，即為value1最低響應(yīng)即為value1加系統(tǒng)中最長ISR周期，當(dāng)中斷到達(dá)時(shí)，正是系統(tǒng)中最長的ISR開始執(zhí)行。

IST響應(yīng)周期定義如下：

IST開始時(shí)間=value2+sum(dIST)+sum(dISR)

value2=由內(nèi)核處理的響應(yīng)值

sum(dIST)=所有的出現(xiàn)在ISR和IST，開始的優(yōu)先級(jí)ISTS和線程上下文轉(zhuǎn)換時(shí)間總和。

sum(dISR)=在中斷(?)ISR和它的IST之間運(yùn)行的其它ISRS持續(xù)時(shí)間總和。

最簡單的例子——具有一個(gè)關(guān)鍵級(jí)ISR和一個(gè)關(guān)鍵級(jí)線程(無其它0優(yōu)先級(jí)的線程)的嵌入式系統(tǒng)——沒有其它的ISTS能夠在ISR和IST之間中斷，然而在關(guān)鍵級(jí)的ISR和它相關(guān)的IST開始間其它的ISRS能被處理。

因?yàn)镮SRS一旦能夠獲得，即可被處理，很容易想象成病態(tài)情況，涉及產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的ISRS流，從而產(chǎn)生不確定的推遲。IST的開始不可能出現(xiàn)，因?yàn)镺EM對(duì)系統(tǒng)中的中斷完成控制。因?yàn)镺EM(原始設(shè)備制造商)為特定操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)WindowsCE版本。OCM利用目標(biāo)操作環(huán)境限制使系統(tǒng)設(shè)計(jì)最佳化。

為減少響應(yīng)時(shí)間，OEM控制ISR和IST處理時(shí)間中斷優(yōu)先級(jí)線程優(yōu)先級(jí)。公式中的value1和walue2代表，WindowsCE內(nèi)核中處理時(shí)間，這是OEM不能控制的目前的在分時(shí)，研究工作涉及這些確認(rèn)值。[!--empirenews.page--]

確保WindowsCE的實(shí)時(shí)操作

兩種不同途徑被用來確保WindowsCE操作：

由WindowsCE開發(fā)組進(jìn)行內(nèi)部的檢查或分析內(nèi)核代碼，

OEM和ISV（獨(dú)立軟件銷售商）利用一些將在未來的WindowsCE版本嵌入式工具包（forVCFT）提供工具來確保特定配置。

WindowsCE關(guān)于VC++的嵌入工具包包括以下工具：

(一個(gè)對(duì)于分時(shí)研究的內(nèi)核的工具版本和Intrtinrt.ext應(yīng)用軟件來觀察，中斷過程的最大、最小、平均時(shí)間。

微軟也能開發(fā)其它的針對(duì)顧客需要的分時(shí)工具。

WindowsCE開發(fā)組，已經(jīng)檢查了內(nèi)核代碼以證實(shí)它能由最差的情況時(shí)間表征，它是獨(dú)立于系統(tǒng)對(duì)象數(shù)目的。

為了利用這個(gè)檢查，內(nèi)核被表征成一套KCALLS或系統(tǒng)調(diào)用，在內(nèi)核關(guān)閉優(yōu)先權(quán)是它們是內(nèi)核程序，并且不允許其它的線程運(yùn)行，最差事件時(shí)間，此時(shí)，實(shí)時(shí)進(jìn)程、標(biāo)止運(yùn)行，它能在內(nèi)核中表征成最差事件KCALL時(shí)間（注意：這些時(shí)間不影響ISRS，只影響線程，例如ISTS）。

開發(fā)組通過檢查發(fā)現(xiàn)這沒有非持久的循環(huán)在KCALLS，這意味著：并所有的KCALLS能夠表示成單向分支，代碼路徑，并確保通過KCALL并獨(dú)立于輸入?yún)?shù)發(fā)現(xiàn)最差事件時(shí)間成為可能。

查找實(shí)際的最差事件時(shí)間包括使用Instrumentedkemal，這僅是一個(gè)內(nèi)核版本，它在設(shè)定應(yīng)用環(huán)境后編輯使用，KCALL_PROFICE=1，以保證額外的分時(shí)功能，這個(gè)instrumentedkemel與debugkemel不同，Instrumentted是為一個(gè)零售的內(nèi)核使用，它用來獲得分時(shí)值，這常對(duì)于裝運(yùn)產(chǎn)品常常諱之莫深，在retailkernal和instrumentedkernel唯一區(qū)別是它的裝備。

Instrumenttedkernel記錄所有的KCALL時(shí)間，這些值，包括最小、最大和平均時(shí)間，并能夠通過調(diào)用專用的API函數(shù)DumPkcallprofile打印到調(diào)試接口，Instrumentedkernel通常運(yùn)行在強(qiáng)狀態(tài)下，然后調(diào)用Dumpkcallprefile來獲得時(shí)間。

中斷測試應(yīng)用軟件Intrtime.exe，在WindowsCE標(biāo)準(zhǔn)版本收集中斷分時(shí)延遲信息，應(yīng)用軟件在測試中控制系統(tǒng)時(shí)間。因此，當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)間控制器時(shí)，是不合適使用的。例如，此應(yīng)用程序不能與內(nèi)核instrumented版本一起使用，因?yàn)樗残枰獣r(shí)間控制。

在WindowsCE2版（Beta版）測試響應(yīng)，

Intertime應(yīng)用軟件在odoSH3參考平臺(tái)上運(yùn)行1000次中斷測試，內(nèi)部運(yùn)行58.98Mhz，外部為14.745Mhz外部頻率，這個(gè)測試在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的H/PC配置，它包括WindowsCE所有模式和組合。僅有主操作系統(tǒng)進(jìn)程進(jìn)行（NK.exe,Filesys.exe,Gwes.exe,Device.EXE,Shell.EXE和Explover.EXE），在測試中無用戶初始中斷（觸摸屏、鍵盤或其它應(yīng)用），應(yīng)用軟件可報(bào)告下面的ISR和IST開始、最小和最大時(shí)間：

響應(yīng)最大、最小值（1000次測試）

ISR開始1.3-7.5微秒

IST開始93-275微秒

大多數(shù)測試結(jié)果，分布在最小值數(shù)值附近，當(dāng)測試ISR開始時(shí)間時(shí)，最小值1.3和1.6微秒，出現(xiàn)了293和549次，共占測試的84%，類似的超過90%的（1000次中923）start-of-IST測試出最大響應(yīng)為102微秒或少一些。

Intertime應(yīng)用軟件也使用一個(gè)用戶指定數(shù)目的系統(tǒng)對(duì)象來測試ISR和IST開始時(shí)間。雖然工作十分初級(jí)，但它驗(yàn)證了ISR開始時(shí)間與系統(tǒng)對(duì)象數(shù)目無關(guān)，測試設(shè)為1000次（除了特別更改）并且線程優(yōu)先權(quán)為5或7。

ISR開始最大值后臺(tái)線程、數(shù)目（每個(gè)線程一個(gè)事件）優(yōu)先級(jí)

8.407

8.65(注：僅100次)7

9.010(注：僅100次)5

14.8105

19.2105

17.0107

12.8205

11.020（注：僅100次）7

10.0507

15.01005

15.61007

這數(shù)值不是系統(tǒng)對(duì)象數(shù)目的函數(shù)，不同的值可能由于中斷出現(xiàn)時(shí)內(nèi)核狀態(tài)，開發(fā)組目前正在研究以鑒定ISR開始最差時(shí)間值。

由這些結(jié)果向回推，假定ISR開始最小值代表最好情況。此時(shí)，dISR_Current和Sum(dISR_Htgbor)為0，最小的value1=ISR開始值=1.3微秒，類似的設(shè)定最好情況時(shí)，Sum(dIST)和Sum(dISR)為0，Value最小值=.IST開始值=93微秒，單從測驗(yàn)結(jié)果看，它是不能確定，valume1或value2最大值。

附加的分時(shí)信息能夠由instrumentedkernel收集，對(duì)于一個(gè)最差情況在IST開始前花費(fèi)時(shí)間valume2，能由下列公式計(jì)算：

Value2=dkCall+dNextThread

dKcall=.內(nèi)核調(diào)用時(shí)間；當(dāng)消除優(yōu)先級(jí)時(shí)，花費(fèi)在內(nèi)核的一部分時(shí)間量。

DNextThread=Next.Thread內(nèi)核調(diào)用時(shí)期?；ㄙM(fèi)在IST中時(shí)間量。

實(shí)際上，在0級(jí)別線程調(diào)度要比NextThread調(diào)用快，但此公式能估計(jì)出上限。

下面表格顯示了用instrumentedKernel進(jìn)行初步測試時(shí)最差事件結(jié)果，這些測試條件與Intrtime測試相同。

內(nèi)核調(diào)用模型最大值（ad-hoc.testing）

最大時(shí)間值（所用內(nèi)核調(diào)用）266微秒（Learecrite）

NextThread237微秒

總值503微秒

Instrumentedkernel顯示這些條件下value2上限為500微秒。這個(gè)值為兩個(gè)最差事件總時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了由Intritime應(yīng)用程序得到的結(jié)果，也大于實(shí)際最差事件時(shí)間。例如：通過Nextthread調(diào)度一個(gè)優(yōu)先級(jí)為0的線程，不會(huì)導(dǎo)致最差事件，這意味著500微秒是一個(gè)高于實(shí)際的最差事件值的保守值。

IntertimeUtility對(duì)于從總體上觀察最差事件值十分有用，InstrumenttedKemel對(duì)于獲得可能最差事件的值，通過內(nèi)核描繪出所有響應(yīng)原因——一個(gè)IST在這些事件運(yùn)行，但在內(nèi)核非優(yōu)先部分運(yùn)行執(zhí)行時(shí)，將受阻礙，系統(tǒng)的最差事件響應(yīng)可由每一部分的最差事件總和計(jì)算。

注意本論文中所有測試結(jié)果均基于內(nèi)部WindowsCE的beta版，目前存在的操作系統(tǒng)和應(yīng)用將繼續(xù)得到修正，并且進(jìn)行附加測試以獲得在不同操作條件下系統(tǒng)操作，這些數(shù)值將繼續(xù)被更新并出版，以反思目前的操作系統(tǒng)版本。

總結(jié)

微軟WindowsCE內(nèi)核設(shè)計(jì)以達(dá)到RTOS最小要求，以使WindowsCE用在許多不同類型的嵌入式和實(shí)時(shí)系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)；

WindowsCE的多線程和優(yōu)先級(jí)，WindowsCE支持個(gè)人線程優(yōu)先級(jí)；

WindowsCE支持優(yōu)先權(quán)繼承程序，以便調(diào)整優(yōu)銜級(jí)別以修改優(yōu)先權(quán)顛倒；

WindowsCE支持一個(gè)可預(yù)測的線程同步機(jī)理，包括等待對(duì)象，如互斥體關(guān)鍵部分，命名或未命名的事件對(duì)象，它基于線程優(yōu)先權(quán)排序。[!--empirenews.page--]

WindowsCE也支持與系統(tǒng)控制器的聯(lián)連：

OEM能夠控制類由系統(tǒng)支持的中斷處理，即通過執(zhí)行ISRS和ISTS，它可彌補(bǔ)中斷處理軟件；

OEM完成在所有映射到中斷ID號(hào)的IRQS，并且它與中斷處理軟件相聯(lián)系（ISR和IST），描繪工具和應(yīng)用軟件可以利用記錄處理中斷最大時(shí)間。

中斷響應(yīng)是可預(yù)測和有限制的，當(dāng)優(yōu)先權(quán)取消時(shí)，上限即為花費(fèi)在內(nèi)核中時(shí)間總量，匹配轉(zhuǎn)化時(shí)間，和由OEM執(zhí)行的ISRS和ISTS申請(qǐng)?zhí)幚頃r(shí)間。

每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的時(shí)間是可預(yù)測的，并與系統(tǒng)對(duì)象數(shù)目無關(guān)，

利用instrumenttedkernel系統(tǒng)調(diào)用時(shí)間能夠保證WindowsCE內(nèi)核設(shè)計(jì)保證中斷和它們相關(guān)線程響應(yīng)，可預(yù)測，并且有限，這使得對(duì)于許多實(shí)時(shí)應(yīng)用更適合未來的WindowsCE嵌入式工具包（關(guān)于VC++）將包括中斷分時(shí)功能和允許OEM檢查，并將分時(shí)操作標(biāo)準(zhǔn)化。

哪里可得到WindowsCE更詳細(xì)信息

關(guān)于VC++5.0的微軟WindowsCE嵌入式工具包

OEM的WindowsCE2.0的應(yīng)用包

微軟公司操作分析和內(nèi)存利用微軟的WindowsCE1.01、Alpha1997.2.20.

JasknBlack和Jon.Christhansen，軟件的WindowsCE顯示驅(qū)動(dòng)器和硬盤1997.9.

Jon.Christiasen，微軟WindowsCE圖色特色1997.9

Franklin,Fite.Jr.和RandyKath微軟WindowsCE2.0嵌入式開發(fā)

JohnMurcy，微軟WindowsCE內(nèi)存使用1997.9

DaridPefferin,Win32程序模式：嵌入式軟件開發(fā)入門1997.9

DaridPellerin,WindowsCE的VC++5。0嵌入式工具包介紹1997.9

Guy,Smith,WindowsCE通信方式1997.9.