根據(jù)IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）的定義，嵌入式系統(tǒng)是"控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機器和設備運行的裝置"（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。從中可看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。嵌入式系統(tǒng)是與應用緊密結(jié)合的，具有很強專用性，必須結(jié)合實際系統(tǒng)需求進行合理的裁減利用。國內(nèi)一個普遍被認同的定義是：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。近年來，隨著電子技術的不斷進步，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)己成為熱點，Windows CE 是Microsoft 公司專門針對嵌入式產(chǎn)品領域開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種緊湊、高效、可伸縮的32 位的操作系統(tǒng)，主要面向各種嵌入式系統(tǒng)和產(chǎn)品。它所具有的多線程、多任務、完全搶占式的特點是專為各種有很嚴格資源限制的硬件系統(tǒng)所設計的。它的模塊化設計使嵌入式系統(tǒng)和應用程序開發(fā)者能夠方便地加以定制以適應一系列產(chǎn)品，例如：消費類電子設備、專用工業(yè)控制器和嵌入式通信設備等的需要。

　　WindowsCE是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的基礎，它是一個開放的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設備操作系統(tǒng)，它是精簡的Windows 95,Windows CE的圖形用戶界面相當出色。Windows CE作業(yè)系統(tǒng)是Windows家族中的成員，專門設計給掌上型電腦（HPCs）所使用的電腦環(huán)境。這樣的作業(yè)系統(tǒng)可使完整的可攜式技術與現(xiàn)有的Windows桌面技術整合工作。

　　1 基于Windows CE的嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　要進行嵌入式系統(tǒng)的應用開發(fā)，必須先建立一個開發(fā)平臺。一個基于Windows CE 的平臺由Windows CE 操作系統(tǒng)核組件、OEM 適配層（OEM Adaptation Layer ,OAL） 和設備驅(qū)動程序以及組成系統(tǒng)的硬件設備組成，圖1為基于Windows CE平臺的層次結(jié)構(gòu)。

　　從圖1 中可以看出，一個基于Windows CE 的嵌入式系統(tǒng)可分為四個層次，從底層到上層分別是硬件層、OEM層、操作系統(tǒng)層和應用程序?qū)印?/P>

圖1 基于Windows CE的目標平臺及其組件

　　硬件層是系統(tǒng)的硬件，包括微處理器和各種周邊設備。OEM層是一個硬件抽象層，它提供了硬件和操作系統(tǒng)之間的接口，操作系統(tǒng)要訪問具體的硬件就可以通過OEM層提供的API 進行訪問，而不必直接與硬件打交道。操作系統(tǒng)層中有Windows CE 的組件，用戶可以根據(jù)自己的系統(tǒng)的需要進行定制，選擇需要的組件，去掉不必要的組件，這樣可以減小內(nèi)存需求，使系統(tǒng)性能達到。應用程序?qū)邮怯脩魹樘囟ǖ那度胧较到y(tǒng)開發(fā)的應用程序。

　　在操作系統(tǒng)層中，設備管理器提供對可安裝設備的支持，允許在系統(tǒng)中安裝諸如PC 卡存儲器和調(diào)制解調(diào)器之類的設備已擴充功能，內(nèi)核提供基本的操作系統(tǒng)功能，例如進程調(diào)度、內(nèi)存管理、進程通信等。圖形、窗口事件處理模塊將用戶的擊鍵、鼠標移動和控件選擇轉(zhuǎn)換為消息，傳送給應用程序和操作系統(tǒng)來處理用戶的輸入。對象存儲、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和注理用戶的輸入。對象存儲、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和注冊表提供存儲數(shù)據(jù)的能力。附加技術模塊指由CE操作系統(tǒng)提供的一些可選擇的專用功能模塊，如Java語言支持模塊、手寫體輸入識別模塊等。用戶界面模塊為系統(tǒng)提供一個與PC 電腦上的視窗操作系統(tǒng)類似的圖形化操作界面。對系統(tǒng)設計者而言，需要自行開發(fā)的是應用程序和直接與硬件有關的部分，包括硬件系統(tǒng)本身、OAL 、設備驅(qū)動程序。其中，OAL（OEM 適配層，OEM Adaptation Layer），用來引導系統(tǒng)映像和初始化、管理硬件。它是BSP驅(qū)動的一部分。BSP板級支持包（board support package），是介于主板硬件和操作系統(tǒng)中驅(qū)動層程序之間的一層，一般認為它屬于操作系統(tǒng)一部分，主要是實現(xiàn)對操作系統(tǒng)的支持，為上層的驅(qū)動程序提供訪問硬件設備寄存器的函數(shù)包，使之能夠更好的運行與硬件主板。在嵌入式系統(tǒng)軟件的組成中，就有BSP. 一般硬件設備制造商會為設備提供驅(qū)動軟件支持，如果有專門為CE 系統(tǒng)編寫的驅(qū)動程序，只需將其加入到操作系統(tǒng)的相應模塊中就可用了。如果沒有，則應根據(jù)廠商提供的驅(qū)動程序開發(fā)包編寫。通常這些開發(fā)包總已經(jīng)包含了完成各種硬件操作的標準代碼，開發(fā)者的工作只是將其與相應的CE 系統(tǒng)API函數(shù)對應起來。在CE 系統(tǒng)中，所有涉及硬件的操作都通過調(diào)用相應的API 接口函數(shù)來完成，而OAL 和驅(qū)動程序就是要為這些API 函數(shù)提供支持，將其翻譯為直接對目標硬件進行底層操作。

　　2 Windows CE 中的網(wǎng)絡通信協(xié)議

　　Windows CE的網(wǎng)絡通信基于一個按層組織的網(wǎng)絡堆棧（network stack）,如圖2所示。網(wǎng)絡堆棧實際上是Windows CE 的一個組件，它絡堆棧實際上是Windows CE 的一個組件，它負責對網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸進行處理，將來自于應用程序的數(shù)據(jù)分解成若干小段，并為每小段加上相關地址和段的分割信息，組成可以存貯轉(zhuǎn)發(fā)的信息包（packets） ,信息包中的地址確保數(shù)據(jù)達到終的目的端點。訪問網(wǎng)絡堆棧有如下三種方式：種是WinSock端口套接字方式。這是一個中間層的傳輸接口協(xié)議，WinSock 負責對建立的信息包的所有頭信息細節(jié)進行處理， 但可以不管其數(shù)據(jù)格式。Windows CE 的網(wǎng)絡通信都直接或間接地使用WinSock.采用IrDA 協(xié)議實現(xiàn)基于紅外線套接字的客戶/ 服務器網(wǎng)絡通信是Windows CE平臺的一個特色。第二種為WinInet API 方式。WinInet API是微軟公司基于Win32 平臺的互聯(lián)網(wǎng)函數(shù)接口。Windows CE 的WinInet API 對其進行了某些限制或擴展，它提供的數(shù)據(jù)協(xié)議除了常見的超文本傳輸協(xié)議HTTP 和文件傳輸協(xié)議FTP 外，還提供了對SSL的支持。API 方式避免了直接使用WinSock 訪問網(wǎng)絡的操作，簡化了網(wǎng)絡編程。第三種為CIFS 重定位器方式。Windows CE 通過對遠程訪問服務RAS 客戶的支持，允許基于Windows CE的設備與遠程主機建立連接。

　　3 Windows CE 中網(wǎng)絡通信協(xié)議使用實例

　　3.1 HTTP

　　HTTP是一個客戶端和服務器端請求和應答的標準（TCP）。客戶端是終端用戶，服務器端是網(wǎng)站。通過使用Web瀏覽器、網(wǎng)絡爬蟲或者其它的工具，客戶端發(fā)起一個到服務器上指定端口（默認端口為80）的HTTP請求。（我們稱這個客戶端）叫用戶代理（user agent）。應答的服務器上存儲著（一些）資源，比如HTML文件和圖像。（我們稱）這個應答服務器為源服務器（origin server）。在用戶代理和源服務器中間可能存在多個中間層，比如代理，網(wǎng)關，或者隧道（tunnels）。

　　Windows CE提供了一個開發(fā)Internet 客戶應用程序的工具集WinInet,與使用Socket 建立網(wǎng)絡連接的方法相比，它簡化了訪問互聯(lián)網(wǎng)絡的操作細節(jié)。利用WinInet可連接到遠程站點，訪問HTML 頁面，通過FTP 上傳、文件或獲取文件目錄清單等。WinInet 的Windows CE版本類似于桌面平臺上的WinInet ,但有兩個重要的區(qū)別：一是在Windows CE 中，大多數(shù)callback 函數(shù)以同步方式處理，只有InternetReadFile和InternetQueryDataAvailable 具有同步和異步兩種操作方式；二是Windows CE 默認支持Unicode 碼，所有WinInet 函數(shù)都要求寬字符變量[4].

　　通過WinInet 實現(xiàn)網(wǎng)絡通信常見的例子是利用HTTP 協(xié)議訪問Internet 站點上的HTTP 頁面。其處理過程與桌面平臺上的情況一致：

　　1） 調(diào)用InternetOpen ,獲取Internet 句柄；

　　2） 調(diào)用InternetConnect ,為給定站點建立一個會話句柄；

　　3） 調(diào)用HttpOpenRequest ,打開一個HTTP 請求句柄；

　　4） 調(diào)用HttpSendRequest ,發(fā)送一個指定的請求到HTTP 服務器；

　　5） 調(diào)用InternetReadFile ,從被HttpOpenRequest 所打開的句柄中讀數(shù)，信息；

　　6） 調(diào)用InternetCloseHandle ,關閉Internet 句柄。

　　3.2 遠程訪問服務RAS

　　RAS簡稱Remote Access Service,意為：遠程訪問服務，主要用來配置企業(yè)的遠程用戶對企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡訪問，包括撥號訪問和vpn方式。RAS技術是為了使遠程用戶能夠連接到 Windows NT 操作系統(tǒng)上而設計的。RAS 應用程序常在設備端上執(zhí)行，并通過PPP/ SLIP 與服務器連接。WindowsCE對RAS 客戶提供了支持。盡管有許多標準的Win32 RAS 函數(shù)，但這里僅允許通過串行電纜或撥號Modem 建立點對點的連接。在Windows CE 環(huán)境下，RAS 電話簿項目中包含有建立RAS 連接的必要信息，Windows CE 將其存貯在注冊表中。RAS 電話簿信息包括：撥打的電話號碼（含國家和地區(qū)代碼） 、當前連接的IP 地址、網(wǎng)絡協(xié)議、用于建立連接的設備類型。用RAS 建立連接的步驟如下[4]:

　　1）確定呼叫的電話號碼；如果該號碼不在電話簿中， 則需要調(diào)用RasEnumEntries 函數(shù)查找。

　　2）RasDial 建立連接；

　　DWORD RasDial （LPCTSTR lpszPhonebook ,

　　/ / 電話簿文件的路徑和文件名指針

　　DWORD dwNotifierType ,

　　/ / RasDial 事件的句柄類型

　　LPVOID lpvNotifier ,

　　/ / RasDial 事件的句柄

　　LPHRASCONN lphRasConn

　　/ / 指向連接句柄類型變量） ;該函數(shù)的參數(shù)設置與桌面平臺上的設置不同，要求將lpszPhonebook 設置為NULL ,dwNotifierType 設置為0xFFFFFFFF.

　　3）當會話結(jié)束時，用RasHangUp 終止連接。

　　DWORD RasHangUp （ HRASCONN hrasconn ） ;

　　3.3 WAP應用

　　WAP（Wireless Application Protocol） 為無線應用協(xié)議，是一項性的網(wǎng)絡通信協(xié)議。WAP使移動Internet 有了一個通行的標準，其目標是將Internet的豐富信息及先進的業(yè)務引入到移動電話等無線終端之中。WAP定義可通用的平臺，把目前Internet網(wǎng)上HTML語言的信息轉(zhuǎn)換成用WML（Wireless Markup Language）描述的信息，顯示在移動電話的顯示屏上。WAP只要求移動電話和WAP代理服務器的支持，而不要求現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡協(xié)議做任何的改動，因而可以廣泛地應用于GSM、CDMA、TDMA、3G等多種網(wǎng)絡。

　　在開發(fā)移動通信產(chǎn)品時候，需要用WAP協(xié)議，Windows CE提供了一個WAP的解決方案，開發(fā)起來非常方便。該協(xié)議棧可以支持任何標準的無線協(xié)議，包括GSM、UDP、GPRS等，協(xié)議棧包括WAE、WSP、WTP、WTLS、WDP等[3].見圖3.

圖3 WAP應用

　　此外，Windows CE還支持藍牙協(xié)議、RFCOMM協(xié)議、SDP協(xié)議、L2CAP協(xié)議等。

　　4 基于Windows CE嵌入式平臺創(chuàng)建

　　在硬件設計成功后，就需要創(chuàng)建一個基于Windows CE 的嵌入式平臺，有了平臺，用戶就可以利用Windows CE 的開發(fā)工具在該平臺上進行應用程序的開發(fā)。為了創(chuàng)建一個基于Windows CE 的平臺，首先需要選擇一個Windows CE OS 配置，安裝或創(chuàng)建一個OAL 和設備驅(qū)動程序，創(chuàng)建一個基于用戶配置的OS映像文件，并開發(fā)一個將映像文件傳輸?shù)侥繕嗽O備的引導程序[1][2][3].

　　首先，選擇一個Windows CE OS 配置，然后加入一個OAL 和設備驅(qū)動程序。可以創(chuàng)建自己的OAL ,使用一個預先配置好的BSP（Board Support Package）或者創(chuàng)建自己的BSP.一個BSP 包含一個OAL 、設備驅(qū)動程序和定制的硬件缺省的組件列表。

　　Windows CE Platform Builder3. 0 中包含有CEPC （CE-base PC） 的BSP 和HitachiD9000 硬件開發(fā)平臺（ODO） ,系統(tǒng)開發(fā)者也可以根據(jù)需要開發(fā)自己的BSP 或者利用第三方開發(fā)好的BSP.

　　5 結(jié)束語

　　在嵌入式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡通信應用越來越廣泛。選擇一個合適的實時操作系統(tǒng)是開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的關鍵。本文研究了Windows CE在網(wǎng)絡通信方面的開發(fā)工作，今后還有許多問題值得研究，包括在基于ARM的嵌入式應用中如何移植Windows CE中的應用程序，Windows CE的調(diào)試工具如何和dsp、MUC的調(diào)試工具配合使用等。