基于Windows XP Embedded Studio Tools工具實(shí)現(xiàn)嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引言

目前主流嵌入式操作系統(tǒng)有μCLinux、μC／OS-II、WindowsCE、Windows XP Embedded（XPE）等，這些嵌入式操作系統(tǒng)功能穩(wěn)定、可靠，售后服務(wù)完善，用戶界面美觀和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持等。XPE是Windows XP Professional操作系統(tǒng)的組件化版本，采用與其相同的二進(jìn)制代碼，二者內(nèi)核完全相同：XPE繼承了桌面操作系統(tǒng)的所有特征，被認(rèn)同為嵌入式系統(tǒng)。

2 WindOWS XP Embedded簡介

Windows XP Embedded（XPE）是Windows NT Embed-ded4．0的升級產(chǎn)品，是桌面系統(tǒng)Windows XP的組件化版本。XPE的基礎(chǔ)是可靠的Windows XP版本，具備XP與諸多嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：超過9 000個(gè)WHQL認(rèn)證的驅(qū)動(dòng)程序，高度集成：超過3 000個(gè)操作系統(tǒng)組件，便于功能裁剪；豐富的設(shè)計(jì)模板，可配置擴(kuò)展，加快系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)程；通過第三方組件支持即插即用：與Win32 API全兼容；集成多媒體編碼格式、藍(lán)牙、DirectX和．NET。框架，多媒體功能強(qiáng)大；熟悉的桌面應(yīng)用程序和服務(wù)，方便操作；支持所有的X86架構(gòu)的硬件平臺。

3 開發(fā)環(huán)境

開發(fā)站的操作系統(tǒng)必須是Windows XP Professinal，CPU運(yùn)行速度應(yīng)大于PIII 500 MHz，配置內(nèi)存至少大于256 MB，硬盤剩余空間要有3 GB。

使用Windows XP Embedded Studio Tools設(shè)計(jì)工具構(gòu)建嵌入式操作系統(tǒng)，WindowsXP Embedded StudioTools是一套完整的開發(fā)環(huán)境，包括開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫，主要由以下4部分組成：（1）目標(biāo)分析器：包括TA．exe和TAP．exe兩個(gè)應(yīng)用程序。TA．exe是16位應(yīng)用程序，必須在DOS環(huán)境下運(yùn)行，TAP．exe是32位應(yīng)用程序，可在Windows平臺上使用；（2）目標(biāo)設(shè)計(jì)器：創(chuàng)建目標(biāo)設(shè)備的新配置，并向其中添加相應(yīng)組件，檢查相關(guān)性，確保配置具有創(chuàng)建運(yùn)行時(shí)映像所需的適當(dāng)組件，生成運(yùn)行時(shí)的映像；（3）組件設(shè)計(jì)器：用來設(shè)計(jì)新的組件，并將其保存到組件數(shù)據(jù)庫中，用來擴(kuò)展嵌入式設(shè)備的功能，以滿足需求；（4）組件數(shù)據(jù)庫管理器：提供對組件設(shè)計(jì)器和目標(biāo)設(shè)計(jì)器工具所使用的組件數(shù)據(jù)和存儲庫的管理功能。組件數(shù)據(jù)庫可駐留在開發(fā)系統(tǒng)或服務(wù)器上。

4 WindOWS XP Embedded配置

生成嵌入式操作系統(tǒng)的過程十分復(fù)雜，區(qū)別于編譯一般的應(yīng)用程序，生成的操作系統(tǒng)還需通過一些接口下載或部署到目標(biāo)設(shè)備上。制定XPE系統(tǒng)比制定Windows CE或μCLinux相對要簡單，制定XPE系統(tǒng)的主要過程如圖1所示。

使用Windows XP Embedded Studio設(shè)計(jì)丁具構(gòu)建XPE的主要步驟有：

（1）硬件分析通過光盤的win pe幫助分析硬件，win pe是一個(gè)運(yùn)行在光盤上的操作系統(tǒng)，可作為預(yù)安裝環(huán)境，也可作為TAP．exe運(yùn)行平臺，用來分析目標(biāo)機(jī)器的硬件配置情況。將TAP．exe拷貝到目標(biāo)機(jī)器．運(yùn)行檢測目標(biāo)機(jī)，生成一個(gè)默認(rèn)文件名為devices．pmq的硬件列表定義文件，采用XML語言描述目標(biāo)機(jī)器的硬件信息。

（2）組件的設(shè)計(jì)運(yùn)行組件設(shè)計(jì)器（Component Design-er），選擇File／Import打開對話框硬件信息文件devices．pmq，按下START按鈕。導(dǎo)入．pmq文件，并保存為文件名為ex-cllange instrument．sld的組件。然后，選中exchangeinstrument．sld，將其屬性設(shè)為Selector Prototype Component類型。

（3）添加硬件信息運(yùn)行組件數(shù)據(jù)庫管理器（Component Datalbase Manager），點(diǎn)擊import按鈕，導(dǎo)人生成的硬件列表定義文件exchange instrument．sld，則將目標(biāo)機(jī)器硬件配置為一個(gè)新的組件存人數(shù)據(jù)庫，可在目標(biāo)設(shè)計(jì)器中重復(fù)使用該組件。

（4）軟件組件的添加運(yùn)行目標(biāo)設(shè)計(jì)器（Target Design-er），在左側(cè)組件瀏覽器中（圖2）可看到數(shù)據(jù)庫中所有的組件，根據(jù)所要制定Windows XP Embedded的功能添加相應(yīng)組件。將硬件信息的組件添加到配置中。打開配置欄的exchangeinstrument組件，看到硬件設(shè)備組件。因?yàn)榻M件屬性設(shè)置為Selector Prototype Compnent類型，可刪去不用的設(shè)備組件。

（5）系統(tǒng)部署設(shè)置將XPE操作系統(tǒng)部署在C盤，設(shè)置如圖3所示。

（6）關(guān)聯(lián)性檢查在生成映像前要檢查組件的關(guān)聯(lián)性，因?yàn)樗x中的組件需要其他組件的支持，反復(fù)檢查關(guān)聯(lián)性，并添加相應(yīng)組件，直到無錯(cuò)誤為止。

（7）生成系統(tǒng)映像關(guān)聯(lián)性檢查無錯(cuò)誤，生成系統(tǒng)運(yùn)行映像。將其拷貝到目標(biāo)C盤，第1次啟動(dòng)時(shí)，目標(biāo)機(jī)執(zhí)行FBA，檢查和配置設(shè)備，并執(zhí)行注冊DLL和COM等任務(wù)。將生成的映像文件拷貝到啟動(dòng)盤，修改Boot．ini，啟動(dòng)映像完成FBA。

5 XPE在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能交通系統(tǒng)采用Windows XPE操作系統(tǒng)，可滿足實(shí)時(shí)性、高效性和準(zhǔn)確性要求，同時(shí)系統(tǒng)提供各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口，操作方便簡單，圖形界面友好，支持TCP／IP及其他協(xié)議，支持 TCP／UDP／IP／PPP協(xié)議及統(tǒng)一的MAC訪問層接口。南此，智能交通系統(tǒng)可通過接收外部檢測模塊信息（如：視頻檢測報(bào)警、車輛檢測器、雷達(dá)、車牌識別信息等信號）判別違法車輛和獲取系統(tǒng)圖像采集部件圖片，實(shí)現(xiàn)圖片數(shù)據(jù)的傳輸。

6 結(jié)論

XPE除具有Wincdows XP功能外．還提供嵌人式功能支持。構(gòu)建時(shí)需注意：（1）構(gòu)建XPE系統(tǒng)時(shí)關(guān)閉開發(fā)機(jī)上的殺毒軟件；（2）數(shù)據(jù)庫同時(shí)存在標(biāo)準(zhǔn)的Explorer、 Task Manager及Command外殼程序時(shí)。應(yīng)首選Explorer，Command通常使用小配置，與Minlogon一起使用；（3）內(nèi)存不夠大時(shí)， FBA不能正常引導(dǎo)，應(yīng)增加內(nèi)存或虛擬內(nèi)存；（4）目標(biāo)設(shè)計(jì)器找不到組件，可在Tools一》options一》Advanced中尋找，更改Minmum的值為100，即組件可見度最低值為100。

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