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基于Intel PXA263的智能移動信息終端設(shè)計
摘要：給出了一種基于intelPXA263微處理器和WindowsCE.net嵌入式操作系統(tǒng)的智能移動信息終端的設(shè)計方法，介紹了硬件平臺的構(gòu)建方法以及在構(gòu)建的平臺上移植WindowsCE.net嵌入式操作系統(tǒng)的具體步驟。實踐證明，該系統(tǒng)具有功能強、可靠性高、穩(wěn)定性好、功耗低、攜帶方便等優(yōu)點，具有良好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：IntelPXA263處理器WindowsCE.net嵌入式系統(tǒng)智能移動信息終端
近年來，Internet的迅速普及并向家庭領(lǐng)域的不斷擴展，使得消費電子、計算機、通信（3C）一體化趨勢日趨明顯，嵌入式系統(tǒng)再度成為研究與應(yīng)用的熱點�？梢灶A(yù)見，伴隨著需求的增長，有著體積小、耗能少、應(yīng)用靈活、功能強大、可靠性強等諸多優(yōu)點的嵌入式系統(tǒng)定會有著無法估計的應(yīng)用前景。IntelXscalePXA263是一種十分先進的嵌入式處理器，它采用Xscale核心，頻率為200~400MHz，可以加強微處理器速度的管理，加快多媒體處理的速度，并支持802.11b、藍牙技術(shù)USB接口。Intel的Xscale技術(shù)將手持設(shè)備的功能推上了一個新的高度，其電源管理能力提供了無與倫比的操作效率。配合Microsoft的嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE.net，將會進一步提升系統(tǒng)的整體性能。本文將通過一個具體的例子向讀者介紹一種基于intelPXA263處理器和WindowsCE.net操作系統(tǒng)的軟硬件平臺的設(shè)計方法。
1硬件平臺的構(gòu)建
1．1intelPXA263處理器
intelPXA263處理器是Intel公司新近推出了一款嵌入式微處理器，PXA263基于intel的多晶片產(chǎn)品（MCP）封裝技術(shù)，也是第一套創(chuàng)新[堆棧式]處理器。其內(nèi)部整合了32位的32MBintelStrataFlash內(nèi)存與含IntelXscale技術(shù)的處理器，比其它分離（standalone）型產(chǎn)品節(jié)省72%的空間，可在體積更小的單系統(tǒng)封裝內(nèi)提供更強的運算與內(nèi)存功能。PXA263能減少產(chǎn)品使用的零組件數(shù)量，讓制造商開發(fā)出新穎獨特的功能，其中包括執(zhí)行各種效能密集應(yīng)用，如MPEG4影片譯碼、語音與手寫辨識、游戲等。
1．2硬件平臺的設(shè)計
本智能移動信息終端要求采用MicrosoftWindowsCE.Net嵌入式操作系統(tǒng)，能夠通過CCD攝像頭實現(xiàn)圖像的輸入，通過觸摸屏實現(xiàn)輸入，同時也能夠通過GPRS模塊和另的終端以及主控設(shè)備實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸和通信根據(jù)PXA263的特點和應(yīng)用要求，需要首先開發(fā)一個硬件平臺（以下WindRain稱版），其具體的原理框圖如圖1所示，WindRain板主要由intelPXA263微處理器、外部RAM、CCD接口、GPRS模塊、LCD、USB接口、串口等組成，同時可以通過SD卡和CF卡實現(xiàn)外部存儲器的擴展。
2WindowsCE.Net操作系統(tǒng)的移植
2．1WindowsCE.Net和開發(fā)平臺PlatformBuilder4.2
WindowsCE.Net是Microsoft推出WindowsCE3.0的后繼產(chǎn)品，是一個緊湊、完整和可擴展的嵌入式操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有完整的操作系統(tǒng)特性集和端對端開發(fā)環(huán)境，是一個多線程、多任務(wù)、確定性的實時、完全搶先式優(yōu)先級的操作系統(tǒng)，特別適用于有限資源的硬件平臺。WindowsCE.Net支持超過1400條的普通MicrosoftWin32API和其它的編程接口，包括組件對象模型（COM）、Microsoft基本類庫（MFC）、MicrosfotActivex控制、Microsoft活動模板庫（ATL）等，其模塊化的設(shè)計方式使得系統(tǒng)開發(fā)人員和應(yīng)用開發(fā)人員能夠為多種多樣的產(chǎn)品所定制。
PlatformBuilder4.2是Microsoft公司為開發(fā)基于WindowsCE.Net操作系統(tǒng)的可定制平臺而專門設(shè)計的集成開發(fā)開臺，包括集成開發(fā)環(huán)境、平臺生成器、SDK導(dǎo)出器、調(diào)試器、遠程實用工具、仿真器等。它能使用戶方便地設(shè)計和調(diào)試基于WindowsCE.Net的平臺。
2．2WindowsCE.Net的一般開發(fā)流程
嵌入式WindowsCE.Net的一般開發(fā)流程如下：
a操作系統(tǒng)的定制
*定制BSP（包括Bootloader的編寫）
*定制系統(tǒng)模塊
*定制OAL、Driver、shell
*完成操作系統(tǒng)的定制以后，可能通過PlatformBuilder4.2編譯生成NK.bin或者NK.Nb0文件，至此WindowsCE.Net的內(nèi)核就定制完成了，接下來便可以開發(fā)自己的應(yīng)用程序；
b應(yīng)用程序的開發(fā)
*安裝SDK，聯(lián)機測試
建立開發(fā)環(huán)境污染
*開發(fā)中間模塊
*開發(fā)應(yīng)用程序，最后形成exe文件
c產(chǎn)品的生成
*發(fā)布鞋（可以兩種形式：AP與NK.bin分開發(fā)布或者是AP集成進NK.bin發(fā)布）。
*下載到硬件平臺的Flash中
*脫機運行
其流程可以如圖2所示。
2．3基于WindRain硬件平臺的WindowsCE.Net操作系統(tǒng)開發(fā)流程
a開發(fā)基于WindRain板的BSP（BoardSupportPackage）:
BSP的開發(fā)主要包括Bootloader的開發(fā)、OAL（OEMAdaptiveLayer）的開發(fā)、本地驅(qū)動程序的開發(fā)、平臺文件配置等。
�。�1）Bootloader主要的開發(fā)
Bootloader主要用來管理目標平臺的啟動過程，包括初始化硬件設(shè)備，下載操作系統(tǒng)的映像文件等。有了Bootloader，用戶可以快速下載一個操作系統(tǒng)的映像并在硬件平臺下運行。Bootloader的開發(fā)是BSP開發(fā)的第一步，也是關(guān)鍵的一步。只有得到一個穩(wěn)定工作的Loader程序，才能夠更進一步開發(fā)WinCE的BSP，直至最后整個系統(tǒng)的成功。
具體步驟是：運行PlatformBuilder4.2,選擇Platform-BSPWizard，從intelDBPXA250DEVPlatform:ARMV4I克隆一個新的BSP，命名為MyPxaPlat。完成后，從資源管理器可以查看到在%-winceroot%（筆者機子上為D：/wince420）中徑下面的Platform中新增了一個目錄MyPxaPlat。根據(jù)硬件平臺的特點，修改%winceroot%的源文件fwxsc1.s、main.c、Flash.C、Edeviceinit.C等，使其符合自己的硬件平臺。為了調(diào)試方便通常在函數(shù)OEMPlatformInit中加入一些自定義命令的處理，這樣便可以通過串口接收命令完成相慶的功能。進入DOS命令行提示符，分別輸入cd-winceroot=D:D、cd%-winceroot%,winceARMV4IHLBASEEMYPXAPLAT,完成命令行解釋器的設(shè)定，然后運行sysgen，定位%-winceroot%,
build-c、romimageboot.bib,在%-winceroot%
ARMV4I路徑下可以看到Eboot.exe、Eboot.bin、.nb0等文件，通過Jtag向Flash中寫入Eboot.nb0文件，上電運行，就可以從超級終端中看到一些啟動和調(diào)試信息。
（2）OAL（AdaptiveLayer）
OAL即設(shè)備商適配層中指位于WindowsCE內(nèi)核和目標硬件平臺之間的一個代碼層。開發(fā)OAL的目的是為了使WindowsCE.net內(nèi)核和目標硬件之間實現(xiàn)通信，包括處理中斷、定時器等。
OAL的實現(xiàn)也是在fwxsc1.s、main.c、Flash.c、Edeviceinit.C等文件中，根據(jù)需要修改相應(yīng)代碼，并在此基礎(chǔ)上通過Build工具生成Buildexe目錄、內(nèi)核執(zhí)行鏡像Kernkitl.exe以及CEDDK.dll文件等。
圖2
�。�3）驅(qū)動程序的開發(fā)
DeviceDrivers（驅(qū)動程序）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)通過驅(qū)動程序直接和硬件打交道。
設(shè)備驅(qū)動設(shè)計的具體步驟是通過PlatformBuilder創(chuàng)建一個新的平臺，然后根據(jù)硬件平臺的需要插入和移除驅(qū)動，需要修改的文件有Platform.Bib、Platform.reg及驅(qū)動程序源代碼等，下面對顯示驅(qū)動為例說明具體的設(shè)計方法：
I根據(jù)自己的硬件修改相關(guān)的源代碼
在platform.bib中插入DLL
ddi.dll$(-FLATRELEASEDIR)video.dllNKSH
在platform.reg中檢查屏幕的size和Bpp
"DisplayType"="LTM04C380K"
"CxScreen"=dword:280
"CyScreen"=dword:1E0
"Bpp"=dword:10
定位目錄D:LCD,通過build
sa2video.dll文件。
II調(diào)試驅(qū)動文件。其它的設(shè)備驅(qū)動都可以仿照上述思路進行
開發(fā)。
（4）平臺文件的配置
平臺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上告訴Build工具需要用到的路徑、C或VisualC++的源文件以及生成什么類型的二進制文件等，包括Dirs文件、Sources文件和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、.reg、.dat、.db等文件。
由于筆者的BSP是通過克隆生成的，所以源代碼配置文件可以不做修改，只需根據(jù)需要對像配置文件做相應(yīng)的修改就行了。
b在PlatformBuilader中配置內(nèi)核和編譯映像
具體步驟是：打開PlatformBuilder，通過ManageCatalogFeatures調(diào)入上面生成的BSP（即.cec文件），運行NewPlatformWizard生成一個新的Project，通過Build菜單，編譯便可得到WindowsCE.Net映像文件Nk.nb0和NK.bin。
c導(dǎo)出平臺SDK并編寫應(yīng)用程序
編譯完成后，通過Project菜單中的ExportWizzard導(dǎo)出一個平臺SDK，供在EmbeddedVisualC++或者Visualstudio.Net中開發(fā)上層應(yīng)用軟件使用。
D下載映像并脫機運行
通過CF網(wǎng)卡將WindowsCE.net映像文件下載到Flash中，脫機按復(fù)位鍵，屏幕上顯示W(wǎng)indowsCE.net的啟動畫面，說明WindowsCE.net已成功運行。開發(fā)的上層應(yīng)用軟件則可以通過PC機上的ActiveSyn同步軟件下載到Flash中。
至此，基于WindowsCE.net的智能信息終端的開發(fā)就已完成，通過開發(fā)過程可以看出，WindowsCE.net操作系統(tǒng)及其開發(fā)工具給我們提供了很大的方便，大大縮短了產(chǎn)品研發(fā)的時間。
3結(jié)語
本文介紹的基于WindowsCE.Net的智能移動信息終端具有功能強、性能穩(wěn)定、功耗低等特點，適用于當前的高端移動信息產(chǎn)品，具有較好的應(yīng)用前景。目前已成功應(yīng)用于軍警用移動信息終端中。
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