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基于Intel PXA263的智能移動信息終端設計
摘要：給出了一種基于intelPXA263微處理器和WindowsCE.net嵌入式操作系統的智能移動信息終端的設計方法，介紹了硬件平臺的構建方法以及在構建的平臺上移植WindowsCE.net嵌入式操作系統的具體步驟。實踐證明，該系統具有功能強、可靠性高、穩定性好、功耗低、攜帶方便等優點，具有良好的應用前景。關鍵詞：IntelPXA263處理器WindowsCE.net嵌入式系統智能移動信息終端
近年來，Internet的迅速普及并向家庭領域的不斷擴展，使得消費電子、計算機、通信（3C）一體化趨勢日趨明顯，嵌入式系統再度成為研究與應用的熱點�？梢灶A見，伴隨著需求的增長，有著體積小、耗能少、應用靈活、功能強大、可靠性強等諸多優點的嵌入式系統定會有著無法估計的應用前景。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USB接口。Intel的Xscale技術將手持設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WindowsCE.net，將會進一步提升系統的整體性能。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操作系統的軟硬件平臺的設計方法。
1硬件平臺的構建
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的多晶片產品（MCP）封裝技術，也是第一套創新[堆棧式]處理器。其內部整合了32位的32MBintelStrataFlash內存與含IntelXscale技術的處理器，比其它分離（standalone）型產品節省72%的空間，可在體積更小的單系統封裝內提供更強的運算與內存功能。PXA263能減少產品使用的零組件數量，讓制造商開發出新穎獨特的功能，其中包括執行各種效能密集應用，如MPEG4影片譯碼、語音與手寫辨識、游戲等。
1．2硬件平臺的設計
本智能移動信息終端要求采用MicrosoftWindowsCE.Net嵌入式操作系統，能夠通過CCD攝像頭實現圖像的輸入，通過觸摸屏實現輸入，同時也能夠通過GPRS模塊和另的終端以及主控設備實現遠程數據傳輸和通信根據PXA263的特點和應用要求，需要首先開發一個硬件平臺（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卡實現外部存儲器的擴展。
2WindowsCE.Net操作系統的移植
2．1WindowsCE.Net和開發平臺PlatformBuilder4.2
WindowsCE.Net是Microsoft推出WindowsCE3.0的后繼產品，是一個緊湊、完整和可擴展的嵌入式操作系統，該系統具有完整的操作系統特性集和端對端開發環境，是一個多線程、多任務、確定性的實時、完全搶先式優先級的操作系統，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，其模塊化的設計方式使得系統開發人員和應用開發人員能夠為多種多樣的產品所定制。
PlatformBuilder4.2是Microsoft公司為開發基于WindowsCE.Net操作系統的可定制平臺而專門設計的集成開發開臺，包括集成開發環境、平臺生成器、SDK導出器、調試器、遠程實用工具、仿真器等。它能使用戶方便地設計和調試基于WindowsCE.Net的平臺。
2．2WindowsCE.Net的一般開發流程
嵌入式WindowsCE.Net的一般開發流程如下：
a操作系統的定制
*定制BSP（包括Bootloader的編寫）
*定制系統模塊
*定制OAL、Driver、shell
*完成操作系統的定制以后，可能通過PlatformBuilder4.2編譯生成NK.bin或者NK.Nb0文件，至此WindowsCE.Net的內核就定制完成了，接下來便可以開發自己的應用程序；
b應用程序的開發
*安裝SDK，聯機測試
建立開發環境污染
*開發中間模塊
*開發應用程序，最后形成exe文件
c產品的生成
*發布鞋（可以兩種形式：AP與NK.bin分開發布或者是AP集成進NK.bin發布）。
*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操作系統開發流程
a開發基于WindRain板的BSP（BoardSupportPackage）:
BSP的開發主要包括Bootloader的開發、OAL（OEMAdaptiveLayer）的開發、本地驅動程序的開發、平臺文件配置等。
�。�1）Bootloader主要的開發
Bootloader主要用來管理目標平臺的啟動過程，包括初始化硬件設備，下載操作系統的映像文件等。有了Bootloader，用戶可以快速下載一個操作系統的映像并在硬件平臺下運行。Bootloader的開發是BSP開發的第一步，也是關鍵的一步。只有得到一個穩定工作的Loader程序，才能夠更進一步開發WinCE的BSP，直至最后整個系統的成功。
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。為了調試方便通常在函數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試信息。
�。�2）OAL（AdaptiveLayer）
OAL即設備商適配層中指位于WindowsCE內核和目標硬件平臺之間的一個代碼層。開發OAL的目的是為了使WindowsCE.net內核和目標硬件之間實現通信，包括處理中斷、定時器等。
OAL的實現也是在fwxsc1.s、main.c、Flash.c、Edeviceinit.C等文件中，根據需要修改相應代碼，并在此基礎上通過Build工具生成Buildexe目錄、內核執行鏡像Kernkitl.exe以及CEDDK.dll文件等。
圖2
�。�3）驅動程序的開發
DeviceDrivers（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PlatformBuilder創建一個新的平臺，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，下面對顯示驅動為例說明具體的設計方法：
I根據自己的硬件修改相關的源代碼
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調試驅動文件。其它的設備驅動都可以仿照上述思路進行
開發。
�。�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。操作系統鏡像配置文件則主要用于給Makeimag工具生成操作系統鏡像，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，只需根據需要對像配置文件做相應的修改就行了。
b在PlatformBuilader中配置內核和編譯映像
具體步驟是：打開PlatformBuilder，通過ManageCatalogFeatures調入上面生成的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導出平臺SDK并編寫應用程序
編譯完成后，通過Project菜單中的ExportWizzard導出一個平臺SDK，供在EmbeddedVisualC++或者Visualstudio.Net中開發上層應用軟件使用。
D下載映像并脫機運行
通過CF網卡將WindowsCE.net映像文件下載到Flash中，脫機按復位鍵，屏幕上顯示WindowsCE.net的啟動畫面，說明WindowsCE.net已成功運行。開發的上層應用軟件則可以通過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就已完成，通過開發過程可以看出，WindowsCE.net操作系統及其開發工具給我們提供了很大的方便，大大縮短了產品研發的時間。
3結語
本文介紹的基于WindowsCE.Net的智能移動信息終端具有功能強、性能穩定、功耗低等特點，適用于當前的高端移動信息產品，具有較好的應用前景。目前已成功應用于軍警用移動信息終端中。
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