第2章 MP3工程項目設計

本書的嵌入式工程項目都以Windows CE 5.0操作系統為平臺，下面先對其功能特點與性能進行介紹。

2.1 嵌入式系統Windows CE操作系統介紹

1.Windows CE發展歷程（見圖2.1）

Windows CE（WinCE）的版本主要有1.0、2.0、3.0、4.0、4.2、5.0和6.0幾版。

1）WinCE 1.0

WinCE 1.0是一種基于Windows 95的操作系統，其實就是單色的Windows 95的簡化版本。20世紀90年代中期卡西歐推出第一款采用WinCE 1.0操作系統的PDA（占位符2），算是第一家推出真正稱得上手掌尺寸的掌上電腦的廠商。第一代的WinCE 1.0于1996年問世，不過它最初的發展并不順利。當時Palm（占位符1）操作系統在PDA市場上非常成功，幾乎成為了整個PDA產品的代名詞。在這種情況下，微軟公司被迫為最初的WinCE不斷改進的同時，也通過游說、技術支持、直接資助等手段聚集了大量合作廠商，使WinCE類的PDA陣容越來越強大。

2）WinCE 2.0

隨著Windows 95的出現和Windows 98的成功，另外一個巨人—微軟站起來了，并迅速地在PC操作系統業界建立了微軟帝國。PDA市場的發展潛力被眾多分析家看好，嗅覺異常靈敏的微軟自然不會放過這樣一個巨大的市場，在其操作系統帝國已經非常穩固的前提下，又開始了在PDA市場上的全力沖刺，用WinCE 2.0操作系統來打造與Palm非常類似的掌上產品。

WinCE 2.0不僅比1.0版快得多，而且有彩色顯示，所以眾多新型PDA都采用了新的WinCE 2.0系統，大有取代Palm的趨勢，成為PDA操作系統新的標準。盡管WinCE 2.0要比Palm的操作系統所占的空間大得多，但它具有Windows的界面，會用PC的人估計沒有多少人不會使用微軟的操作系統。如果你熟悉Windows 95，那么在使用Windows CE的時候就會熟門熟路，而不需要重新學習。而且，由于兩者技術上的相似性，第三方Windows應用軟件開發商們可以很容易地把自己的應用軟件轉換成可供Windows CE運行的版本。因此，Windows CE可使用的軟件種類將會越來越多。

3）WinCE 3.0

WinCE 3.0是微軟的Windows Compact Edition，即一個通用版本，并不只針對掌上產品，在標準PC、家電和工控設備上也可以安裝運行，但要做許多客戶化工作。為了和VxWorks、Linux等產品競爭，微軟鼓勵大家在任何硬件平臺（WinCE 3.0支持5種系列CPU，即x86、PowerPC、ARM、MIPS、SH3/4）上使用WinCE，所以早期的WinCE可以運行在不同的硬件平臺上。

2000年微軟公司將WinCE 3.0正式更名為Windows for Pocket PC，簡稱Pocket PC或PPC。可將Pocket Word和Pocket Excel等一些日常所需的辦公軟件的袖珍版裝進Pocket PC，同時在娛樂性方面做了很大的加強。對于微軟的這些改變，支持的廠商自然不會少，HP、Compaq、Casio等一些著名廠商都加入了Pocket PC陣營。隨著Compaq的iPAQ 3630的誕生及其在市場上的熱銷，支持和加入Pocket PC陣營的廠商就越來越多了。2002年智能手機商機再現，不少PPC廠商希望推出整合手機功能的PPC，于是在2002年8月，專門為手機優化過的微軟Pocket PC 2002 Phone Edition操作系統匆匆問世，2002年10月，國內第一款PPC手機—多普達686上市了，隨后熊貓推出了CH860，聯想推出了ET180。

4）WinCE 4.0

WinCE 4.0（WinCE.NET）是微軟于2002年1月份推出的首個以.NET為名的操作系統，從名字上我們就可以知道它是微軟.NET的一部分。WinCE.NET是WinCE 3.0的升級，同時加入了.NET Framework精簡版，支持藍牙和.NET應用程序開發。

5）WinCE 4.2

Windows CE.NET 4.2是Windows CE.NET 4.0/4.1的升級版，對Windows CE先前版本的強大功能進行了進一步的擴充和豐富，基于其開發的設備將從這些微小但重要的變化中獲得更好的性能和更強的Windows集成功能。微軟在WinCE 4.2時曾提供過開放源代碼，不過只針對研究單位，而且程序代碼較少，僅為200萬行。

6）WinCE 5.0

WinCE 5.0在2004年5月份推出，微軟宣布WinCE 5.0擴大開放程序源代碼。在這個開放源代碼計劃授權下，微軟開放了250萬行源代碼程序作為評估套件。凡是個人、廠商都可以下載這些源代碼并加以修改使用，未來廠商OEM時，可再依執行時期（Run-time）授權，支付WinCE 5.0核心每臺機器3美元的授權費用，這也是微軟第一個提供商業用途衍生授權的操作系統。

7）WinCE 6.0

2006年11月，微軟公司最新的嵌入式平臺Windows Embedded CE 6.0正式上市。作為業內領先的軟件工具，Windows Embedded CE 6.0將為多種設備構建實時操作系統，如互聯網協議（IP）機頂盒、全球定位系統（GPS）、無線投影儀，以及各種工業自動化、消費電子、醫療設備等。

在Windows Embedded誕生十周年之際，微軟將首次在“共享源計劃”中100%地開放Windows Embedded CE 6.0內核（GUI圖形用戶界面不開放），開放比例比Windows Embedded CE的先前版本整體高出了56%。“共享源計劃”為設備制造商提供了全面的對源代碼的訪問，以便進行修改和重新發布（根據許可協議條款），而且不需要與微軟或其他方共享最終的設計成果。盡管Windows操作系統基于通用型計算機平臺，為實現統一的操作體驗而設計，但設備制造商可以使用Windows Embedded CE 6.0這個工具包為不同的非桌面設備構建定制化的操作系統映像。通過獲得Windows Embedded CE源代碼的某些部分，如文件系統、設備驅動程序和其他核心組件，嵌入式開發者可以選擇他們所需的源代碼，然后編譯并構建自己的代碼和獨特的操作系統，迅速將他們的設備推向市場。

微軟還將Visual Studio 2005專業版作為Windows Embedded CE 6.0的一部分一并推出，這對微軟來說又是一次史無前例的突破。Visual Studio 2005專業版將包括一個被稱為Platform Builder的功能強大的插件，它是一個專門為嵌入式平臺提供的“集成開發環境”。這個集成開發環境使得整個開發鏈融為一體，并提供了一個從設備到應用都易于使用的工具，極大地加速了設備開發的上市速度。

Windows Embedded CE 6.0重新設計的內核具有32000個處理器的并發處理能力，每個處理有2GB虛擬內存尋址空間，同時還能保持系統的實時響應。這使得開發人員可以將大量強大的應用程序融入到更智能化、更復雜的設備中，無論在路上、在公司還是在家里，都可以使用這種設備。

2.Windows CE特點

（1）搶先式多任務實時操作系統。

● 虛擬內存。

● 多線程。

（2）基于Win32 API函數集。

● 便攜設備擴充函數。

● 2000多個功能函數。

（3）多用戶進程/多線程。

（4）標準的便攜式可執行文件格式（PE）。

（5）硬件架構無關性。

（6）多CPU支持。

● ARM，MIPS，SH4，x86。

（7）支持多存儲格式。

（8）實時操作系統（RTOS）。

● 強大的中斷和線程調度機制。

● 內核操作系統服務安全保證。

● 關鍵性任務的時間與性能要求。

（9）標準的系統編譯方法。

● 基于命令行。

● IDE編譯菜單。

3.Windows CE 5.0特性

（1）精簡的模塊化。

Windows CE被裁減的映像大小如下。

● 一個最小可以運行的內核大小為200KB。

● 只添加了網絡支持的映像大小為800KB。

● 增加圖形界面支持的映像大小為4MB。

如果再添加Internet Explorer支持另添加3MB。

（2）產品質量級的OEM適配層（PQOAL）。

● 支持代碼重用的代碼庫和目錄結構、中心化的配置文件、對于整個CPU家族一致的架構。

（3）設備驅動。

● 32位PC Card的支持。

● USB 2.0協議的支持。

● SDIO的支持。

（4）調試與測試。

● Hardware-assisted Debugger。

● Windows CE Test Kit（CETK）。

4.Windows CE 6.0特性

（1）開發工具完全整合到Visual Studio 2005中，降低了開發人員的工作復雜度。

（2）WinCE 6.0中可支持32000個并發進程，且每個進程有最大2GB的尋址。加強了USB的功能，添加了USB-OTG的支持。

（3）100%開放內核源代碼。