wince + arm開發(fā)關鍵技術及工作原理

windows embedded ce（通常簡稱為wince）是一種設計用于嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，具有良好的可伸縮性和實時操作能力。隨著嵌入式技術的迅速發(fā)展，wince逐漸成為眾多arm架構設備上的首選操作系統(tǒng)。

arm架構因其低功耗、高性能及較強的嵌入式特性，在消費電子、通信設備及工業(yè)控制等領域得到廣泛應用。

結合wince和arm的開發(fā)技術，為我們提供了一個高效的嵌入式解決方案。

1. 體系結構

wince的體系結構靈活而模塊化，它的核心部分是內(nèi)核，而內(nèi)核之上則是各種驅動程序和應用程序。arm架構則采用精簡指令集計算（risc）的設計理念，相較于傳統(tǒng)的x86架構，其指令集更為簡潔，執(zhí)行效率更高。wince內(nèi)核負責任務調(diào)度、內(nèi)存管理和中斷處理等基本操作，而arm處理器的低功耗特點，則使得wince在嵌入式應用中表現(xiàn)出色。

2. 開發(fā)環(huán)境

開發(fā)wince應用程序，通常使用microsoft的visual studio結合platform builder工具，這是一個集成開發(fā)環(huán)境，支持c、c++等編程語言。開發(fā)者可以在此環(huán)境中進行程序設計、調(diào)試和測試。platform builder則用于創(chuàng)建特定硬件平臺的操作系統(tǒng)鏡像，它允許開發(fā)者自定義內(nèi)核、庫和應用程序，以滿足特定項目需求。

3. 驅動程序模型

在wince中，驅動程序是軟件與硬件之間的橋梁，它允許操作系統(tǒng)控制硬件設備。wince采用了一種分層的驅動模型，通常分為基本驅動、設備驅動和特定功能模塊。通過與arm架構緊密結合，wince驅動能夠直接訪問硬件資源，提供高效的數(shù)據(jù)傳輸和控制能力。

例如，面向存儲設備的驅動程序需要處理數(shù)據(jù)的讀取和寫入操作，利用dma（直接內(nèi)存存�。┘夹g，可以減少cpu的負擔，提高數(shù)據(jù)處理速度。此外，wince的i/o模型靈活，支持異步和同步i/o操作，為開發(fā)者提供更多選擇，以滿足不同的應用場景。

4. 實時性

wince在設計上就是為了滿足實時操作系統(tǒng)（rtos）的一些基本要求，盡管其主要目標不是作為rtos，但在許多需求上，wince能夠提供類似的實時功能。arm架構的處理器能夠通過中斷控制和優(yōu)先級調(diào)度，實現(xiàn)高效的實時任務管理。這種機制確保了時間敏感型任務的及時響應。

實時性的實現(xiàn)包括了對中斷處理的優(yōu)化，開發(fā)者可以設置中斷優(yōu)先級，以便關鍵任務能夠在更短時間內(nèi)獲得處理。此外，wince允許開發(fā)者對任務進行實時調(diào)度和管理，通過設置任務優(yōu)先級和時間片，確保高優(yōu)先級任務在必要時能夠獲得更快的cpu響應。

5. 網(wǎng)絡功能

wince不僅可以支持各種硬件，也具備豐富的網(wǎng)絡功能。它支持tcp/ip協(xié)議棧，使得嵌入式設備可以方便地進行網(wǎng)絡通信。通過網(wǎng)絡api，開發(fā)者可以實現(xiàn)與其他設備的通訊，例如通過http、tcp、udp等方式訪問網(wǎng)絡資源。

在物聯(lián)網(wǎng)（iot）日益普及的今天，arm架構的低功耗和高度集成的特性，使得wince系統(tǒng)能夠高效地處理iot設備之間的網(wǎng)絡交互。這種網(wǎng)絡能力不僅限于簡單的數(shù)據(jù)傳輸，還可以支持復雜的網(wǎng)絡協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控與控制。

6. 多媒體能力

隨著嵌入式設備日趨多功能，wince的多媒體處理能力也受到廣泛關注。它內(nèi)置了對音頻、視頻及圖形的支持，允許開發(fā)者創(chuàng)建豐富的用戶體驗。在arm高性能處理器的支持下，wince能夠流暢地進行多媒體應用，例如實時視頻播放、音頻錄制等。

在多媒體開發(fā)方面，wince提供了gdi（圖形設備接口）和directdraw等接口，使得開發(fā)者可以直接訪問硬件加速功能。通過這些技術，開發(fā)者不僅能夠提升多媒體應用的性能，還能夠實現(xiàn)更靈活的界面設計與圖形處理。

7. 安全性

隨著嵌入式應用的普遍，安全問題愈發(fā)突出。wince集成了多種安全機制，包括用戶權限管理、數(shù)據(jù)加密及系統(tǒng)完整性校驗。開發(fā)者可以通過配置安全策略，確保嵌入式設備的數(shù)據(jù)傳輸與存儲安全。

此外，wince支持客制化的安全機制，例如通過實現(xiàn)安全存儲來保護敏感數(shù)據(jù)，防止非法訪問。結合arm硬件級的安全特性，例如trustzone技術，可以進一步增強設備的安全性能。

8. 應用開發(fā)

wince應用程序的開發(fā)強調(diào)模塊化與組件化，使得不同的功能模塊可以獨立開發(fā)和測試�；谑录寗拥哪Ｐ�，wince應用可以通過消息隊列和回調(diào)機制實現(xiàn)高效的用戶交互和任務調(diào)度。程序啟動時，可以加載所需的模塊，而不必占用全部資源，從而提高系統(tǒng)的靈活性和響應能力。

在應用開發(fā)的過程中，開發(fā)者還可以利用wince提供的系統(tǒng)服務接口，實現(xiàn)對底層硬件的操作，例如獲取傳感器數(shù)據(jù)、控制外設等。這種接口封裝的設計，簡化了硬件訪問的復雜性，使得開發(fā)者能夠更專注于應用邏輯的實現(xiàn)。

arm架構與wince結合，為嵌入式開發(fā)提供了強大的平臺支持。通過靈活的體系結構、豐富的開發(fā)工具和接口，開發(fā)者能夠高效地實現(xiàn)各類應用，滿足不斷變化的市場需求。同時，隨著技術的推進，wince在新興領域的應用將更加廣泛，推動著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。