??? 摘?要： 討論了Windows CE環(huán)境下無(wú)線網(wǎng)卡" title="無(wú)線網(wǎng)卡">無(wú)線網(wǎng)卡的安裝，并提出了一種在系統(tǒng)斷電重啟時(shí)自動(dòng)安裝無(wú)線網(wǎng)卡的解決方案。對(duì)Windows CE的系統(tǒng)定制、應(yīng)用程序" title="應(yīng)用程序">應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)及系統(tǒng)封裝進(jìn)行了介紹。
??? 關(guān)鍵詞： 嵌入式系統(tǒng)? Windows CE? 無(wú)線網(wǎng)卡? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)
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??? Windows CE是為多種嵌入式系統(tǒng)和產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的緊湊、高效、可升級(jí)的操作系統(tǒng)，并特別為有限的硬件資源設(shè)計(jì)了多線程、多任務(wù)和完全優(yōu)先的操作系統(tǒng)環(huán)境。在無(wú)線通信領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。
??? 本文重點(diǎn)討論了Windows CE環(huán)境下無(wú)線網(wǎng)卡的安裝，并提出了一種在系統(tǒng)斷電重啟時(shí)自動(dòng)安裝無(wú)線網(wǎng)卡的解決方案；還對(duì)Windows CE的系統(tǒng)定制、應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)及系統(tǒng)封裝進(jìn)行了介紹。由于Windows CE與Windows的同源和相似，決定了學(xué)習(xí)Windows CE的簡(jiǎn)易性，這樣就縮短了應(yīng)用者的開(kāi)發(fā)周期。
1 Windows CE簡(jiǎn)介
??? Windows CE包括四大基本模塊，它們提供了操作系統(tǒng)的關(guān)鍵特性，分別是：內(nèi)核（Kernel）模塊、對(duì)象存儲(chǔ)（Object Store）模塊、GWES（用戶、應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間的圖形用戶界面）模塊和通信（Communication）模塊。圖1為Windows CE的模塊化結(jié)構(gòu)圖。
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??? 操作系統(tǒng)定制工具有Windows CE Platform Builder（簡(jiǎn)稱PB），應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具有嵌入式開(kāi)發(fā)工具包Embedded Visual Tools，包括Embedded Visual C++（簡(jiǎn)稱 EVC）和 Embedded Visual Basic(簡(jiǎn)稱EVB)。
2 特定硬件平臺(tái)Windows CE操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)
??? 有了具體的嵌入式硬件平臺(tái)后，就可以為其開(kāi)發(fā)滿足特定功能需要的Windows CE系統(tǒng)?？傊梢苑殖扇齻€(gè)步驟：操作系統(tǒng)的定制、特定功能應(yīng)用程序模塊的開(kāi)發(fā)、功能模塊封裝入操作系統(tǒng)。
2.1 操作系統(tǒng)的初步定制
??? 圖2為在PB中定制Windows CE操作系統(tǒng)的一般流程[3]。
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??? 首先，選擇操作系統(tǒng)的基本配置，并且為特定的平臺(tái)選擇相應(yīng)的微處理器和平臺(tái)支持包BSP(Board Support Packet)。PB提供的BSP有CEPC（基于PC機(jī)的WinCE硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)）和ODO（基于Hitachi D9000的WinCE硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)）。開(kāi)發(fā)者可以選擇其一或自己定制特定平臺(tái)的BSP。其次，制定平臺(tái)，在此階段可開(kāi)發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)，適當(dāng)?shù)夭眉簟⑻砑咏M件，如有必要還需對(duì)某些配置文件進(jìn)行修改。然后，封裝所需要的各功能模塊，編譯生成OS鏡像" title="鏡像">鏡像文件。若設(shè)備為自己定制的目標(biāo)設(shè)備，則需開(kāi)發(fā)OAL（OEM Adaptation Layer）、BSP和BootLoader。接著，把鏡像文件下載到目標(biāo)設(shè)備，進(jìn)行調(diào)試；需要的話，進(jìn)行重復(fù)配置、封裝、下載及調(diào)試，直到滿足要求，完成平臺(tái)的創(chuàng)建。
??? 最后導(dǎo)出相應(yīng)的SDK(Software Development Kit）軟件開(kāi)發(fā)工具包，運(yùn)行后加載到EVC中，使得可以進(jìn)行特定硬件平臺(tái)上的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。SDK包含程序庫(kù)、頭文件、示例程序源代碼和庫(kù)函數(shù)使用文檔，同時(shí)還包括編程指導(dǎo)和API參考以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)工具包（DDK）。
2.2 特定功能應(yīng)用程序模塊的開(kāi)發(fā)
??? 開(kāi)發(fā)特定功能的應(yīng)用程序模塊就是在EVC中編寫(xiě)應(yīng)用程序，滿足系統(tǒng)功能擴(kuò)充的需要。重點(diǎn)要做以下工作：
??? （1）為特定平臺(tái)選擇相應(yīng)的微處理器，如WCE THUMB或WCE x86em等。
??? （2）編寫(xiě)應(yīng)用程序。方法上EVC與PC機(jī)上運(yùn)行的VC差別不大。兩者的區(qū)別主要有：前者的API是后者API的子集，對(duì)不兼容的函數(shù)要做一些修改或者尋求可替代的函數(shù)；前者為Unicode環(huán)境，所有字符都是兩個(gè)字節(jié)，是一種世界范圍的編碼標(biāo)準(zhǔn)，有助于開(kāi)發(fā)國(guó)際化軟件，而后者為ANSI美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)字符一個(gè)字節(jié)，因此必要時(shí)兩者間要作數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換；另外在用戶界面編程和內(nèi)存管理等方面也有些差異。
??? （3）對(duì)程序進(jìn)行編譯和調(diào)試。編譯時(shí)一定要選擇特定的硬件平臺(tái)。調(diào)試時(shí)可用微軟提供的工具M(jìn)icrosoft Activesync建立PC機(jī)與目標(biāo)機(jī)的連接，把系統(tǒng)鏡像從PC機(jī)下載到目標(biāo)機(jī)上進(jìn)行調(diào)試；另外EVC中帶有模擬器，可以在PC機(jī)上模擬目標(biāo)平臺(tái)上的大部分功能。
2.3 功能模塊封裝入系統(tǒng)
??? OEM開(kāi)發(fā)者通常把必要的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)封裝在一起發(fā)布給使用者，因此要把應(yīng)用程序打包封裝入初步制定的操作系統(tǒng)中。需要做的工作主要有兩個(gè)：
??? （1）把編譯好的可執(zhí)行文件拷貝到Windows CE系統(tǒng)相應(yīng)的文件夾中。
??? （2）在PB中修改相應(yīng)的系統(tǒng)配置文件。PB所提供的配置文件包括四種文件類型：.bib，說(shuō)明需要打包進(jìn)鏡像文件的Windows CE文件；.dat，文件系統(tǒng)、目錄和文件分配表描述；.db，Windows CE對(duì)象存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的描述；.reg，系統(tǒng)注冊(cè)表" title="注冊(cè)表">注冊(cè)表。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中最常用到的配置文件有：Platform.bib、Platform.reg、Platform.dat、Config.bib。Platform.bib定義打包到OS鏡像文件時(shí)所需要的文件（files）和模塊（modules）；Platform.reg定義目標(biāo)平臺(tái)冷啟動(dòng)時(shí)所加載的注冊(cè)表鍵值；Platform.dat定義目標(biāo)平臺(tái)冷啟動(dòng)時(shí)所加載的系統(tǒng)文件、目錄和鏈接等；Config.bib定義可用的物理地址，并進(jìn)行一些屬性設(shè)置。
??? 做好以上兩步以后，對(duì)操作系統(tǒng)重新編譯、下載、調(diào)試，最終得到功能完整的系統(tǒng)鏡像。
3 開(kāi)發(fā)實(shí)例——Windows CE環(huán)境下無(wú)線網(wǎng)卡的自動(dòng)安裝
3.1 項(xiàng)目介紹
??? 項(xiàng)目要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)獨(dú)立的嵌入式無(wú)線通信模塊，通過(guò)現(xiàn)有的IEEE802.11b無(wú)線網(wǎng)卡接入無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行通信。系統(tǒng)采用Samsung公司的S3C2410芯片開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)，需要在Windows CE環(huán)境下驅(qū)動(dòng)PCMCIA無(wú)線網(wǎng)卡。
3.2 無(wú)線網(wǎng)卡安裝的問(wèn)題和解決方案
??? Windows CE操作系統(tǒng)支持兩種類型的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序" title="設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序">設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：內(nèi)置式設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和可安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。當(dāng)目標(biāo)機(jī)與PC機(jī)相連，且目標(biāo)機(jī)有顯示屏和鍵盤(pán)時(shí)，對(duì)于可安裝的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，其安裝步驟為：建立目標(biāo)機(jī)與PC機(jī)的連接，將設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的.dll文件復(fù)制到Windows CE 的Windows目錄下；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到設(shè)備時(shí)，顯示屏中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的對(duì)話框，用鍵盤(pán)輸入驅(qū)動(dòng)的名稱即可。
??? 項(xiàng)目中要為現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)卡安裝驅(qū)動(dòng)程序。因?yàn)閃indows CE系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)是基于RAM存儲(chǔ)的，ROM相當(dāng)于只讀硬盤(pán)，一旦系統(tǒng)斷電或冷啟動(dòng)后，RAM中的信息就會(huì)丟失，尤其是一些注冊(cè)表的信息，所以要對(duì)RAM持續(xù)供電。但由于本系統(tǒng)硬件電源不能保證持續(xù)供電，安裝了無(wú)線網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序后，信息存儲(chǔ)在RAM中，系統(tǒng)斷電或冷啟動(dòng)后，相關(guān)的信息會(huì)丟失。而且，目標(biāo)機(jī)在實(shí)際使用中無(wú)顯示屏和鍵盤(pán)。因此，斷電重啟時(shí)需要自動(dòng)重新安裝無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序。
??? 解決方案為：從系統(tǒng)持久存儲(chǔ)SM卡中讀取網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序xi825.dll和TCP/IP屬性配置文件config.txt，并按配置文件設(shè)置注冊(cè)表鍵值，然后為無(wú)線網(wǎng)卡安裝驅(qū)動(dòng)程序。若需要根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境更新TCP/IP屬性值，可用新的配置文件覆蓋SM卡中的舊文件，冷啟動(dòng)后，重新設(shè)置屬性值，再安裝網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)即可。
??? 用EVC編寫(xiě)應(yīng)用程序完成自動(dòng)安裝無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的功能，圖3 為應(yīng)用程序的大體流程。
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??? 首先，把兩個(gè)文件從SM卡的storage card文件夾拷貝到 Windows CE 系統(tǒng)的Windows目錄下；拷貝成功后，按config.txt的內(nèi)容對(duì)注冊(cè)表進(jìn)行操作，設(shè)置具體環(huán)境下的TCP/IP屬性值；系統(tǒng)檢測(cè)到無(wú)線網(wǎng)卡后，在彈出名為'Unidentified PCCard Adapter'的對(duì)話框中程序自動(dòng)輸入網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序名，完成無(wú)線網(wǎng)卡的自動(dòng)安裝。
3.3 幾個(gè)具體問(wèn)題的解決
??? 下面，再討論一下本方案中幾個(gè)具體問(wèn)題的解決辦法。包括對(duì)注冊(cè)表的操作、自動(dòng)安裝功能的實(shí)現(xiàn)、程序流程的總體控制以及將程序打包封裝入操作系統(tǒng)的作法。
3.3.1 對(duì)注冊(cè)表的操作
??? Windows CE中有一系列API函數(shù)可以對(duì)注冊(cè)表進(jìn)行操作，完成打開(kāi)關(guān)閉注冊(cè)表、讀取或修改鍵值等功能。另外，Windows CE注冊(cè)表中值的類型為Unicode；而配置文件config.txt是在PC機(jī)上產(chǎn)生的，類型為ANSI。要按config.txt中讀取的值設(shè)定注冊(cè)表值，就要進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，可以用函數(shù)MultiByteToWideChar（）實(shí)現(xiàn)[4]。關(guān)鍵代碼如下：
??? RegOpenKeyEx(HKEY_LOCAL_MACHINE,?????? //根鍵
???? ??? ??TEXT('Comm\xi8251\Parms\TcpIP'), //打開(kāi)根鍵下的子鍵
???????????0,?????? ??? //預(yù)留值，必設(shè)為0
???? ??? ??0,?????? ??? //不支持此項(xiàng)，必設(shè)為0
???????????&hKey? ??? //最終打開(kāi)鍵的句柄指針
??? ???? ??);
??? RegSetValueEx( hKey,????????????? //對(duì)鍵操作的句柄
???????? ??TEXT('IpAddress'),? //鍵中的數(shù)據(jù)項(xiàng)名
???????? ??0,?????? ???? //預(yù)留值，必設(shè)為0
?????? ????REG_SZ,??? ??? //數(shù)據(jù)項(xiàng)中值的類型
??????????(CONST BYTE*)((LPCTSTR)regData),//存有數(shù)據(jù)項(xiàng)值的緩沖區(qū)
??? ??? ??dwDataSize?????? //值的字節(jié)數(shù)
??? ????? ?) ;????????????????? //對(duì)'IpAddress'數(shù)據(jù)項(xiàng)的值作修改，即改變IP值
3.3.2? 自動(dòng)安裝功能的實(shí)現(xiàn)
??? 用FindWindow（）函數(shù)判斷對(duì)話框窗口的出現(xiàn)；用keybd_event（）函數(shù)模擬鍵盤(pán)輸入。關(guān)鍵代碼如下:
??? TCHAR g_szTitle[80]=TEXT(“Unidentified PCCard Adapter”);//指定對(duì)話框的標(biāo)題
??? HWND? hWnd=::FindWindow(NULL, g_szTitle) ; //判斷此標(biāo)題名的窗口是否已出現(xiàn)，不論其是否為前臺(tái)窗口
?? ?if (hWnd!=NULL)????? //若窗口已出現(xiàn)
??? {::SetForegroundWindow(hWnd);????? //將此窗口設(shè)置為前臺(tái)窗口
???? ? keybd_event(0x58,0,0,0);???????? ?? //按下x鍵
???? ? keybd_event(0x58,0,KEYEVENTF_KEYUP,0);? //抬起x鍵
??? //完成了按下和抬起x鍵的兩個(gè)動(dòng)作，就模擬了鍵盤(pán)輸入字符x，
??? ?? ………………//用同樣的方法輸入'i825.dll'
??? keybd_event(0x0d,0,0,0);
??? keybd_event(0x0d,0,KEYEVENTF_KEYUP,0); //最后輸入確認(rèn)鍵
??? }
??? 正確輸入后，可以看到無(wú)線網(wǎng)卡的顯示燈開(kāi)始閃爍，說(shuō)明網(wǎng)卡已經(jīng)安裝成功，等待進(jìn)行無(wú)線通信。
3.3.3 程序流程的總體控制
??? 為了保證程序流程的順序，整個(gè)程序中還需要有一個(gè)總體監(jiān)視控制的管理員。這種監(jiān)控功能，可以通過(guò)發(fā)送接收特定消息給主控函數(shù)的方法，也可以采用等待特定事件對(duì)象的方法，還可以采用開(kāi)定時(shí)器查詢的方法等。鑒于方法簡(jiǎn)單，而且對(duì)系統(tǒng)資源占用并不大，這里選用了開(kāi)定時(shí)器查詢的方法，并設(shè)置了標(biāo)志位flag區(qū)分不同階段工作，進(jìn)行相應(yīng)的操作。下面列出部分關(guān)鍵代碼：
??? flag=0;? ????//最初標(biāo)志位設(shè)為0，即先拷貝所需要文件
??? m_nTimer =SetTimer(1,2000,NULL);??? //開(kāi)啟定時(shí)器
??? KillTimer(m_nTimer);????? //時(shí)間到，先關(guān)閉定時(shí)器，進(jìn)行相應(yīng)判斷和操作。
3.3.4 應(yīng)用程序封裝入系統(tǒng)
??? 上文已經(jīng)講了將應(yīng)用程序封裝入操作系統(tǒng)的一般方法，分為應(yīng)用程序的拷貝和修改系統(tǒng)配置文件兩步。此項(xiàng)目最后要把開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序monitor.exe打包封裝入操作系統(tǒng)。這里重點(diǎn)介紹一下系統(tǒng)中幾個(gè)配置文件的具體修改情況。
??? (1)在Platform.bib文件中的Files 部分加入以下代碼
? ;?? Name???????????Path?????????????????Memory? ?Type
? ;?? …… ??………………………?????????? ………?? ……
????? monitor.exe??? ＄(_FLATRELEASEDIR)? ?? NK?????? U
????????????????????? monitor.exe?
????? monitor.lnk??? ＄(_FLATRELEASEDIR)???? NK?????? U
???????????????? ???? monitor.lnk
??? 其中，monitor.lnk為monitor.exe的鏈接程序（快捷方式）。制作方法很簡(jiǎn)單，可以通過(guò)一個(gè)ASCII碼編輯器編寫(xiě),格式為：#20windowsmonitor.exe。
??? 此配置文件中的代碼表示，將monitor.exe和monitor.lnk加載到名為NK的內(nèi)存區(qū)中（NK的定義在config.bib文件中的memory部分完成），文件的屬性為U（非壓縮文件），這樣就完成了把自己所開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序及其鏈接程序封裝進(jìn)操作系統(tǒng)的“聲明”。
??? (2)在Platform.dat文件中加入以下代碼：
??? Directory('WindowsStartUp'):-File('monitor.lnk','windowsmonitor.lnk')
??? 由于Platform.bib做過(guò)聲明，這兩個(gè)文件在操作系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)映射到Windows目錄下，這是默認(rèn)的目錄。所以此處的代碼表示在Windows CE啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)運(yùn)行monitor.exe。
??? 做完了以上工作，再對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行編譯，把應(yīng)用程序封裝到了Windows CE操作系統(tǒng)中，而且系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)運(yùn)行此應(yīng)用程序，完成自動(dòng)安裝無(wú)線網(wǎng)卡的功能。
參考文獻(xiàn)
1 微軟公司.Microsoft Windows CE 程序員指南. 北京：北京大學(xué)出版社，2000
2 微軟公司.Microsoft Windows CE 開(kāi)發(fā)人員指南系列.北京：北京希望電子出版社，1999
3 Microsoft. Windows CE Platform Builder 3.0 Library.
4 Microsoft. Embedded Visual C++ 3.0 Library.