嵌入式XPE操作系統的構建及應用

1 引言

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

2 WindOWS XP Embedded簡(jiǎn)介

Windows XP Embedded(XPE)是Windows NT Embed-ded4．0的升級產(chǎn)品，是桌面系統Windows XP的組件化版本。XPE的基礎是可靠的Windows XP版本，具備XP與諸多嵌入式系統的優(yōu)點(diǎn)：超過(guò)9 000個(gè)WHQL認證的驅動(dòng)程序，高度集成：超過(guò)3 000個(gè)操作系統組件，便于功能裁剪；豐富的設計模板，可配置擴展，加快系統開(kāi)發(fā)進(jìn)程；通過(guò)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?，多媒體功能強大；熟悉的桌面應用程序和服務(wù)，方便操作；支持所有的X86架構的硬件平臺。

3 開(kāi)發(fā)環(huán)境

開(kāi)發(fā)站的操作系統必須是Windows XP Professinal，CPU運行速度應大于PIII 500 MHz，配置內存至少大于256 MB，硬盤(pán)剩余空間要有3 GB。

使用Windows XP Embedded Studio Tools設計工具構建嵌入式操作系統，WindowsXP Embedded StudioTools是一套完整的開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括開(kāi)發(fā)工具和數據庫，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(gè)應用程序。TA．exe是16位應用程序，必須在DOS環(huán)境下運行，TAP．exe是32位應用程序，可在Windows平臺上使用；(2)目標設計器：創(chuàng )建目標設備的新配置，并向其中添加相應組件，檢查相關(guān)性，確保配置具有創(chuàng )建運行時(shí)映像所需的適當組件，生成運行時(shí)的映像；(3)組件設計器：用來(lái)設計新的組件，并將其保存到組件數據庫中，用來(lái)擴展嵌入式設備的功能，以滿(mǎn)足需求；(4)組件數據庫管理器：提供對組件設計器和目標設計器工具所使用的組件數據和存儲庫的管理功能。組件數據庫可駐留在開(kāi)發(fā)系統或服務(wù)器上。

4 WindOWS XP Embedded配置

生成嵌入式操作系統的過(guò)程十分復雜，區別于編譯一般的應用程序，生成的操作系統還需通過(guò)一些接口下載或部署到目標設備上。制定XPE系統比制定Windows CE或μCLinux相對要簡(jiǎn)單，制定XPE系統的主要過(guò)程如圖1所示。

使用Windows XP Embedded Studio設計丁具構建XPE的主要步驟有：

(1)硬件分析通過(guò)光盤(pán)的win pe幫助分析硬件，win pe是一個(gè)運行在光盤(pán)上的操作系統，可作為預安裝環(huán)境，也可作為T(mén)AP．exe運行平臺，用來(lái)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(gè)默認文件名為devices．pmq的硬件列表定義文件，采用XML語(yǔ)言描述目標機器的硬件信息。

(2)組件的設計運行組件設計器(Component Design-er)，選擇File／Import打開(kāi)對話(huà)框硬件信息文件devices．pmq，按下START按鈕。導入．pmq文件，并保存為文件名為ex-cllange instrument．sld的組件。然后，選中exchangeinstrument．sld，將其屬性設為Selector Prototype Component類(lèi)型。

(3)添加硬件信息運行組件數據庫管理器(Component Datalbase Manager)，點(diǎn)擊import按鈕，導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(gè)新的組件存人數據庫，可在目標設計器中重復使用該組件。

(4)軟件組件的添加運行目標設計器(Target Design-er)，在左側組件瀏覽器中(圖2)可看到數據庫中所有的組件，根據所要制定Windows XP Embedded的功能添加相應組件。將硬件信息的組件添加到配置中。打開(kāi)配置欄的exchangeinstrument組件，看到硬件設備組件。因為組件屬性設置為Selector Prototype Compnent類(lèi)型，可刪去不用的設備組件。

(5)系統部署設置將XPE操作系統部署在C盤(pán)，設置如圖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，反復檢查關(guān)聯(lián)性，并添加相應組件，直到無(wú)錯誤為止。

(7)生成系統映像關(guān)聯(lián)性檢查無(wú)錯誤，生成系統運行映像。將其拷貝到目標C盤(pán)，第1次啟動(dòng)時(shí)，目標機執行FBA，檢查和配置設備，并執行注冊DLL和COM等任務(wù)。將生成的映像文件拷貝到啟動(dòng)盤(pán)，修改Boot．ini，啟動(dòng)映像完成FBA。

5 XPE在智能交通系統中的應用

智能交通系統采用Windows XPE操作系統，可滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性、高效性和準確性要求，同時(shí)系統提供各種設備驅動(dòng)接口，操作方便簡(jiǎn)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)議及統一的MAC訪(fǎng)問(wèn)層接口。南此，智能交通系統可通過(guò)接收外部檢測模塊信息(如：視頻檢測報警、車(chē)輛檢測器、雷達、車(chē)牌識別信息等信號)判別違法車(chē)輛和獲取系統圖像采集部件圖片，實(shí)現圖片數據的傳輸。

6 結論

XPE除具有Wincdows XP功能外．還提供嵌人式功能支持。構建時(shí)需注意：(1)構建XPE系統時(shí)關(guān)閉開(kāi)發(fā)機上的殺毒軟件；(2)數據庫同時(shí)存在標準的Explorer、 Task Manager及Command外殼程序時(shí)。應首選Explorer，Command通常使用小配置，與Minlogon一起使用；(3)內存不夠大時(shí)， FBA不能正常引導，應增加內存或虛擬內存；(4)目標設計器找不到組件，可在Tools一>options一>Advanced中尋找，更改Minmum的值為100，即組件可見(jiàn)度最低值為100。