嵌入式XPE操作系統(tǒng)的構(gòu)建及應(yīng)用

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：超過9 000個WHQL認證的驅(qū)動程序，高度集成：超過3 000個操作系統(tǒng)組件，便于功能裁剪；豐富的設(shè)計模板，可配置擴展，加快系統(tǒng)開發(fā)進程；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、藍牙、DirectX和．NET?？蚣埽嗝襟w功能強大；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)目標分析器：包括TA．exe和TAP．exe兩個應(yīng)用程序。TA．exe是16位應(yīng)用程序，必須在DOS環(huán)境下運行，TAP．exe是32位應(yīng)用程序，可在Windows平臺上使用；(2)目標設(shè)計器：創(chuàng)建目標設(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)建運行時映像所需的適當組件，生成運行時的映像；(3)組件設(shè)計器：用來設(shè)計新的組件，并將其保存到組件數(shù)據(jù)庫中，用來擴展嵌入式設(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)計器和目標設(shè)計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是一個運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運行平臺，用來分析目標機器的硬件配置情況。將TAP．exe拷貝到目標機器．運行檢測目標機，生成一個默認文件名為devices．pmq的硬件列表定義文件，采用XML語言描述目標機器的硬件信息。

(2)組件的設(shè)計運行組件設(shè)計器(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)添加硬件信息運行組件數(shù)據(jù)庫管理器(Component Datalbase Manager)，點擊import按鈕，導(dǎo)人生成的硬件列表定義文件exchange instrument．sld，則將目標機器硬件配置為一個新的組件存人數(shù)據(jù)庫，可在目標設(shè)計器中重復(fù)使用該組件。

(4)軟件組件的添加運行目標設(shè)計器(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。因為組件屬性設(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，因為所選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，直到無錯誤為止。

(7)生成系統(tǒng)映像關(guān)聯(lián)性檢查無錯誤，生成系統(tǒng)運行映像。將其拷貝到目標C盤，第1次啟動時，目標機執(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盤，修改Boot．ini，啟動映像完成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)，可滿足實時性、高效性和準確性要求，同時系統(tǒng)提供各種設(shè)備驅(qū)動接口，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：視頻檢測報警、車輛檢測器、雷達、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)建時需注意：(1)構(gòu)建XPE系統(tǒng)時關(guān)閉開發(fā)機上的殺毒軟件；(2)數(shù)據(jù)庫同時存在標準的Explorer、 Task Manager及Command外殼程序時。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， FBA不能正常引導(dǎo)，應(yīng)增加內(nèi)存或虛擬內(nèi)存；(4)目標設(shè)計器找不到組件，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。