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

 因為嵌入式系統(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核及其他功能，以能夠讓用戶根據需要進行配置。

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，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32位、多線程、多任務的嵌入式操作系統(tǒng)，是微軟專門為信息設備、移動應用、嵌入式應用等設計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的模塊和組件來創(chuàng)建用戶版的操作系統(tǒng)。

Windows CE。NET是WindOWS CE 3。0的后繼產品，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和小內存占用的設備提供了一個良好的實時操作系統(tǒng)，它具備完整的操作系統(tǒng)特性集和針對端對端開發(fā)的環(huán)境，并包括了定制設備所需要的一切，例如，聯網能力、實時性、小內存占用、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)人員進行基于Windows CE。NET平臺下嵌入式操作系統(tǒng)定制的集成開發(fā)環(huán)境。它提供了所有進行設計、創(chuàng)建、編譯、測試和調試Windows CE。NET操作系統(tǒng)平臺的工具，開發(fā)人員可以通過交互式的環(huán)境來設計和定制內核、選擇系統(tǒng)特性，然后進行編譯和調試。同時開發(fā)人員還可以利用Platform Builder來進行驅動程序和應用程序項目的開發(fā)等。

2 硬件平臺

HHARM9-EDU開發(fā)平臺是由華恒公司開發(fā)的一套用于嵌入式系統(tǒng)教學的平臺，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內核，集成了16 KB指令緩存和16 KB數據緩存，并利用MMU實現對虛擬內存的管理，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，Windows CE。NET的移植過程也就是改寫B(tài)SP的過程。BSP又稱板級支持包，它是一個包括啟動程序、OEM適配層程序(OAL)、標準開發(fā)板(SDB)和相關硬件設備的驅動程序的軟件包。BSP是基于Windows CE。NET平臺系統(tǒng)的主要部分。操作系統(tǒng)移植步驟為:

1)對操作系統(tǒng)進行裁減，配置各個組件并且修改相關的配置文件;

2)開發(fā)目標設備系統(tǒng)上的設備驅動程序，建立定制的CE操作系統(tǒng)映像文件;

3)將目標文件下載到目標設備上進行調試;

4)定制操作系統(tǒng)內核后，導出平臺SDK，供在Embedded Visual C++中開發(fā)上層應用軟件。

移植流程見圖3

開發(fā)工具Platform Builder自身就提供了多種目標板的BSP。如果用戶的目標板和Platform Builder提供的相同，那么只需要重新編譯生成相應的系統(tǒng)鏡像下載到目標板即可。但是實際情況更多的可能是處理器相同，而板上的外圍設備接口不同，這時候只有修改Platform Builder中相同或相近的處理器的BSP來生成一個新的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、本地驅動程序的開發(fā)以及一些文件的配置 。

1)Bootloader就是在操作系統(tǒng)內核運行之前運行的一段小程序。通過這段小程序，可以初始化硬件設備、建立內存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)，以便為最終調用操作系統(tǒng)內核準備好正確的環(huán)境。它存放于目標平臺的非易失性存儲介質中，如ROM 或Flash。本文移植使用的是華恒公司提供的ppcboot。

2)OAL即設備商適配層中位于Windows CE內核和目標硬件平臺之間的一個代碼層。開發(fā)OAL的目的是為了實現Windows CE。NET內核和目標硬件之間的通信，包括處理中斷、定時器等。

3)Device Drivers(驅動程序)是指能夠管理虛擬或者物理設備、協議、服務等的一段軟件模塊，操作系統(tǒng)通過驅動程序直接和硬件打交道。設備驅動設計的具體步驟是通過Platform Builder創(chuàng)建一個新的平臺，然后根據硬件平臺的需要插入和移除驅動，需要修改的文件有Platform。Bib，Platform。reg及驅動程序源代碼等。下面以LCD驅動程序源碼為例，根據華恒的參考資料，需要對PB的原有驅動進行如下修改:

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; //屏幕寬由原來的480改為240

m_nScreenHeight=320; //屏幕高由原來的640改為現在的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();

寄存器設置是由D:WINCE420PLATFORMsmdk2410KERNELHALcfw。c中的InitDisplay函數進行設置。驅動中通過讀注冊表中的相應鍵的值來獲得framebuffer的地址。

[HKEY_LOCAL_MACHINEDriverS3C2410CONFIG]

"DisplayDll"="s3c2410disp。dll"

"LCDVirtualFrameBase"=dword:ac100000[!--empirenews.page--]

"LCDPhysicalFrameBase"=dword:30100000

4)平臺文件的配置。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(二進制映像文件)、。reg(注冊表文件)、。dat(文件系統(tǒng)描述文件)、。db(數據庫文件)。本文中源代碼配置文件只對配置文件做了相應的修改。

利用上述生成的BSP，通過Platform Builder創(chuàng)建一個新的平臺，本文直接選擇Mobile Handheld平臺，接下來根據需要進行選擇。最后在WINCE42OPUBLICplatformRelDirSAMSUNG_SMDK2410_ARMV4Release下得到NK。bin，對其進行壓縮之后燒寫到Flash中。同時導出平臺的SDK，供在EVC上開發(fā)應用程序。

3.3 在目標設備上操作系統(tǒng)鏡像的調試

開發(fā)板和PC機可以通過串行餅行端口、以太網和JTAG/BDM 來進行操作系統(tǒng)映像的下載。本文中，開發(fā)板同PC機接網線、串口線，設定超級終端，最后系統(tǒng)在開發(fā)板上運行。

4 結束語

本文簡單介紹了Windows CE。NET在HHARM9-EDU 的移植過程，對于其他處理器平臺，同樣具有參考價值。Windows CE。NET在不同硬件平臺上的移植主要是根據對應的硬件修改BSP的過程，驅動程序的設計是構建BSP的關鍵之一，在沒有新的外設情況下，驅動的設計可以在PB提供的源碼基礎上進行修改。對于有新的硬件設備情況下就要對其進行重新編寫。