嵌入式开发流程——WinCE

 嵌入式开发流程

也许很多初涉嵌入式开发领域的程序员会被一系列的新名词搞得头昏脑胀，在这里，我希望能够将嵌入式开发的流程展现给大家。

    嵌入式开发主要分为三个比较大的部分：

    l 驱动程序开发

    这部分开发是从硬件设计开始的，硬件工程师会设计PCB板，为我们提供标准开发板（SDB，standard development board）。当我们拿到开发板之后的第一件事情就是编写boot-loader，让开发板启动起来，一般是通过JTGA将boot-loader烧录到开发板中的。我们可以将boot-loader看作PC中的BIOS，负责硬件设备的初始化工作，并且将操作系统运行起来。在此之后，我们需要根据开发板上的硬件开发各种驱动程序，比如串口、USB、鼠标、视频输入等。最后将这些驱动程序和boot-loader打包，称为一个板级支持包（BSP）。 BSP是和开发板的具体硬件紧密相关的。

    所以从事这方面开发的工程师往往具有比较强的硬件知识水平。

    l 平台定制

    我们可以将Windows CE想象为一盒积木，根据不同的应用场景和设备要求，我们要对这盒积木进行定制，堆积出不同形状的城堡、动物和生活用品。这个过程称为“平台定制”，定制产生的平台往往和具体的硬件设备相关，直接将平台下载到硬件设备上就可以运行了。整个开发过程，需要选择不同的组件来搭配出最适合当前硬件的软件平台。所以要对Windows CE的组件，也就是Catalog Item，有相当程度的了解。

    l 应用程序开发

嵌入式设备上的应用程序开发与传统应用程序开发类似，只是要借助于硬件模拟器或者实际设备对程序进行调试。最常见的嵌入式设备应用程序开发，就是 Windows Mobile的移动应用开发。平台定制工程师会在硬件出厂之前先提供平台相关的SDK，SDK中会包括模拟器。应用开发者可以首先使用模拟器对程序进行开发和调试。等实际硬件出来之后，再将程序转移到实际硬件中。因为Windows CE采用了很多措施，这种“转移”几乎是无缝的，所以我们并没有使用“移植”这个词。

使用WinCE：基本上与Windows系统相同的环境。

WinCE系统编程开发：eMbedded Visual C++ 4.0，与VC++6.0几乎一模一样的集成开发环境，可进行基于嵌入式的WinCE平台的应用软件开发。用户应用开发

WinCE驱动开发、分析WinCE内核：Platform Builder 5.0，这部分是最难的！主要是WinCE内核的裁剪，驱动程序开发。

platform bulid  主要用于开发，裁剪，编译wince 操作系统,定制WinCE系统。

嵌入式操作系统移植一般都有两部分组成，一个是bootloader,一个是内核。wince的bootloader 为eboot.nb0，内核文件为nk.nb0。bootloader一般通过串口下载，内核文件比较大，可通过网络下载

嵌入式工具包也包括设备驱动包(DDK)和软件开发包(SDK) ，DDK 提供了关于写驱动器的附加文本，SDK 提供库、头文件、样本代码、文本以允许，开发者对基于 Windows CE 的平台进行写操作。

Drew在这里按照自己的理解来解释一下BSP（ Board Support Package),仅供参考：

  BSP是板级支持包，是介于主板硬件和操作系统之间的一层，应该说是属于操作系统的一部分,主要目的是为了支持操作系统，使之能够更好的运行于硬件主板。BSP是相对于操作系统而言的，不同的操作系统对应于不同定义形式的BSP,例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相对于某一CPU来说尽管实现的功能一样，可是写法和接口定义是完全不同的，所以写BSP一定要按照该系统BSP的定义形式来写（BSP的编程过程大多数是在某一个成型的BSP模板上进行修改）。这样才能与上层OS保持正确的接口，良好的支持上层OS。

例如：

在VxWorks中的网卡驱动，首先在config.h中包含该网卡，然后将网卡含网卡的信息的参数放入数组 END_TBL_ENTRY endDevTbl [] 中，系统通过函数muxDevLoad( )调用这个数组来安装网卡驱动。

而在Linux中的网卡驱动，是在space.c中声明该网络设备，再把网卡驱动的一些函数加到dev结构中，由函数ether_setup（）来完成网卡驱动的安装。

  纯粹的BSP所包含的内容一般说来是和系统有关的驱动和程序，如网络驱动和系统中网络协议有关，串口驱动和系统下载调试有关等等。离开这些驱动系统就不能正常工作。

  Tornado中BSP的编译和上层应用程序不同，用命令行或直接在Tornado环境下Build,在Tornado下不能跟踪调试。

  用户也可以添加自己的程序到BSP中，但严格来说不应该算BSP.一般来说这种做法不建议。因为一旦操作系统能良好运行于最终的主板硬件后，BSP也就固定了，不需要做任何改动。而用户自己在BSP中的程序还会不断的升级更新，这样势必对BSP有不好的影响，对系统造成影响，同时由于BSP调试编译环境较差，也不利于程序的编译调试。

BSP在嵌入式系统和Windows系统中的不同

  其实运行与PC机上的windows或linux系统也是有BSP的。只是PC机均采用统一的X86体系架构，这样一定操作系统（windows,linux..)的BSP相对x86架构是单一确定的，不需要做任何修改就可以很容易支持OS在x86上正常运行，所以在PC机上谈论BSP这个概念也没什么意义了。

  而对嵌入式系统来说情况则完全不同，目前市场上多种结构的嵌入式CPU（RISC)并存(PPC,ARM,MIPS....),为了性能的需要，外围设备也会有不同的选择和定义。一个嵌入式操作系统针对不同的CPU,会有不同的BSP,即使同一种CPU,由于外设的一点差别（如外部扩展DRAM的大小，类型改变），BSP相应的部分也不一样。

  所以根据硬件设计编写和修改BSP，保证系统正常的运行是非常重要的。

BSP和PC机主板上的BIOS区别

  BSP和PC机主板上的BIOS区别很大，BIOS主要是负责在电脑开启时检测、初始化系统设备（设置栈指针，中断分配，内存初始化..）、装入操作系统并调度操作系统向硬件发出的指令，它的Firmware代码是在芯片生产过程中固化的，一般来说用户是无法修改。其实是为下载运行操作系统做准备，把操作系统由硬盘加载到内存，并传递一些硬件接口设置给系统。在OS正常运行后，BIOS的作用基本上也就完成了，这就是为什么更改BIOS一定要从新关机开机。

  PC机BIOS的作用更象嵌入式系统中的Bootloader（最底层的引导软件,初始化主板的基本设置，为接收外部程序做硬件上的准备）。与Bootloader不同的是BIOS在装载OS系统的同时，还传递一些参数设置（中断端口定义，...),而Bootloader只是简单的装载系统。

  BSP是和操作系统绑在一起运行在主板上的，尽管BSP的开始部分和BIOS所做的工作类似，可是大部分和BIOS不同，作用也完全不同。此外BSP还包含和系统有关的基本驱动（串口，网口...),此外程序员还可以编程修改BSP，在BSP中任意添加一些和系统无关的驱动或程序，甚至可以把上层开发的统统放到BSP中。

  而BIOS程序是用户不能更改，编译编程的，只能对参数进行修改设置。更不会包含一些基本的硬件驱动。

BSP在嵌入式开发中的位置和作用

BSP开发处于整个嵌入式开发的前期，是后面系统上应用程序能够正常运行的保证。

大概步骤如下：

1.硬件主板研制，测试。

2.操作系统的选定，BSP编程。

3.上层应用程序的开发。

BSP部分在硬件和操作系统，上层应用程序之间。所以这就要求BSP程序员对硬件，软件和操作系统都要有一定的了解。这样才能做好BSP编程。

熟悉工具方面：电表，示波器，逻辑分析仪。硬件仿真器，仿真调试环境。

语言方面：汇编语言，C语言。

纯粹的BSP所包含的内容一般说来是和系统有关的驱动和程序，如网络驱动和系统中网络协议有关，串口驱动和系统下载调试有关等等。离开这些驱动系统就不能正常工作。

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