WindowsCE開發(fā)過程

一、概述

WindowsCE是Mirosoft公司推出的一款嵌入式系統(tǒng)，同時還推出了Platform Builder開發(fā)工具和CETK測試工具，再加上MS其他的開發(fā)和管理工具，使得技術(shù)開發(fā)和項目管理WindowsCE項目變得非常簡便。目前WindowsCE以其良好的人機界面、豐富可靠的應(yīng)用程序逐漸為廠家所接受，在無線通信、工業(yè)控制、電子消費類產(chǎn)品中，占有越來越多的市場份額。對于開發(fā)者來講，MS為了開發(fā)方便，對于不同的CPU平臺，提供了不同的參考模型，并在一定程度上開放了源代碼，使開發(fā)者能夠更多地控制操作系統(tǒng)，并能迅速地做出個性化的產(chǎn)品。特別是MS的開發(fā)工具和測試工具，大大降低了門檻，提高了工作效率，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，減少了產(chǎn)品售后服務(wù)所帶來的支出?？紤]到WindowsCE的授權(quán)費用，在小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中，綜合以上因素，使用WindowsCE的成本，并不得比使用其他操作系統(tǒng)高。

開發(fā)WindowsCE產(chǎn)品的最佳教材，就是MSDN。本文只是簡單的描述了WindowsCE的一個基本開發(fā)和測試的過程，讓大家對 WindowsCE的開發(fā)和測試，有一個大概的了解。

二、使用Platform Builder開發(fā)BSP

Platform Builder是Microsoft公司出品的，專門為開發(fā)WindowsCE嵌入式操作系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境。在該環(huán)境中，開發(fā)者可以使用豐富的工具，創(chuàng)建、裁減、調(diào)試目標操作系統(tǒng)。WindowsCE的開發(fā)過程大概可以分為：OAL、驅(qū)動、應(yīng)用程序開發(fā)三個步驟。本文只是對OAL和驅(qū)動的開發(fā)過程做一個大概的介紹，對應(yīng)用程序的開發(fā)不與討論。

A、 WindowsCE結(jié)構(gòu)介紹

在開發(fā)一個操作系統(tǒng)前，必須要對操作系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)有所了解。下圖是WindowsCE的體系結(jié)構(gòu)圖。

在硬件之上，就是操作系統(tǒng)了。其中的kernel是MS提供的庫，用于內(nèi)存管理、進程、線程的調(diào)度等，是沒有源代碼的。而OEM Layer則是有參考模型和源代碼的，Platform Builder也主要是用來開發(fā)OEM層。其中：

Bootloader：主要負責(zé)將編譯好的映像文件放入內(nèi)存中；

OEM Adaptation Layer（OAL）：負責(zé)對硬件進行初始化和連接Kernel部分；

Driver：負責(zé)對外圍設(shè)備的驅(qū)動。

Platform Builder對一些標準硬件開發(fā)板提供了BSP（board support package），而這些標準板使用的是業(yè)界常用的CPU和外圍設(shè)備。換句話說就是：對常用類型的CPU和外圍設(shè)備，Platform Builder都提供了Bootloader、OAL、Driver的源代碼，只要使用Platform Builder對已有的BSP進行剪裁和稍做修改，再加上MS提供的內(nèi)核，就能驅(qū)動大多數(shù)的硬件設(shè)備。而且Platform Builder還提供了豐富的標準應(yīng)用程序和服務(wù)程序，在開發(fā)好OEM層之后，再加上這些應(yīng)用和服務(wù)，就能讓用戶的硬件平臺工作起來。

當(dāng)然，如果用戶使用了自己設(shè)計的CPU或者外圍硬件設(shè)備，開發(fā)過程要復(fù)雜的多。但是MS對OAL、驅(qū)動、Bootloader的開發(fā)步驟和接口，都有嚴格的定義。因此在MSDN的幫助下，再對照參考模型，這個過程往往比想象的簡單多。

B、BSP的開發(fā)

在這里，假設(shè)有一塊開發(fā)板，使用MIPSII的CPU，那么就可以利用Platform Builder提供的MIPSII開發(fā)板的BSP原型，迅速的生成自己的BSP。

在Platform Builder中，在菜單Platform中選BSP Wizard，彈出下圖對話框。

選中“Clone an existing BSP”，因為AMD DBAu1500的體系結(jié)構(gòu)是MIPSII的，因此在下拉列表中選取AMD DBAu1500，然后點“Next”。出現(xiàn)下圖所示對話框。

每一個BSP都對應(yīng)了一個cec文件。在該文件中記錄了有關(guān)該開發(fā)扳的信息。比如CPU類型，開發(fā)板上有哪些外圍設(shè)備，它們在系統(tǒng)使用的名稱、GUID、全局變量等。因此也必須給新的BSP生成的cec文件起個名字。這里命名為NewBSP。單擊“Next”。

這時出現(xiàn)Catalog Information對話框。在這個對話框中填入該BSP的顯示名稱，發(fā)行商名，和BSP描述即可。單擊“Next”。

在Directory and CPU對話框中，為新生成的BSP選擇路徑和指定CPU類型。單擊“Next”。此時彈出Customization對話框，如下圖所示。

在這里，可以根據(jù)自己開發(fā)板上的外圍設(shè)備進行，對BSP中的驅(qū)動進行調(diào)整，比如是否需要Bootloader等。該驅(qū)動列表是對應(yīng)于某塊DBAu1500開發(fā)板的外圍設(shè)備的。如果自己的開發(fā)板上沒有這些設(shè)備，則可以刪除掉。如果自己的開發(fā)板上的設(shè)備型號和類型與列表中的不相符，可以選擇添加（如果有第三方提供的驅(qū)動程序），也可以選擇編輯已有驅(qū)動的方法。由于現(xiàn)在同一類型的設(shè)備大同小異，因此驅(qū)動結(jié)構(gòu)也基本一樣，那么為什么不利用已經(jīng)有的驅(qū)動，發(fā)揚拿來主義的精神呢？單擊“Next”，初步完成了一個新BSP。

下面的任務(wù)就是要對已經(jīng)生成的BSP進行修改，以讓其更加符合實際開發(fā)板的需求。辦法很簡單，在Platform Builder的File菜單中選取“New Platform”，創(chuàng)建一個新的工程。注意在創(chuàng)建的第三步，選擇BSP的時候，要選擇剛剛生成的NewBSP。其他步驟根據(jù)提示進行就可以了。

在Platform Builder內(nèi)，根據(jù)開發(fā)板的實際情況，參考硬件說明書，對相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動和OAL層進行修改。修改完畢后，編譯并生成映像文件，就可以下載到硬件平臺上進行調(diào)試和修改bug的工作了。

三、使用CETK進行測試

在提供了開發(fā)工具的同時，MS還提供了一整套測試工具，對用戶創(chuàng)建的WindowsCE操作系統(tǒng)進行測試，這套工具就是Microsoft® Windows® CE Test Kit (CETK)。該工具將一系列基于命令行測試工具圖形化，用來檢驗各個驅(qū)動程序是否正確。

CETK工具包括兩部分，一部分是在開發(fā)平臺（PC）上的服務(wù)器應(yīng)用，一部分是在目標平臺上的客戶端應(yīng)用。因此在使用CETK時，必須首先把客戶端應(yīng)用程序下載到目標機上。如何下載的辦法很多，比如使用PB中的Remote File Viewer，或者使用FTP服務(wù)從客戶端下載，或者使用CETK自帶的Connection工具等。本文描述的場景是脫離BSP開發(fā)過程，直接面對一個已經(jīng)開發(fā)完畢的目標平臺，如何使用CETK進行測試。

A、 測試過程

對于一個已經(jīng)開發(fā)好的目標平臺進行CETK測試，首先要了解幾點：

該目標平臺上運行的Windows CE版本號是多少；

該目標平臺的CPU結(jié)構(gòu)是什么；

該目標平臺中是否安裝了CETK客戶端；

該目標平臺上都有哪些硬件設(shè)備，它們分別支持哪些特性；

因為不同的的Windows CE版本使用不同的CETK版本；另外不同的CPU類型使用不同的客戶端。特別是CETK是一個硬件特性的全集，其中的一些硬件特性也許現(xiàn)有的硬件平臺并不具備，因此必須了解清楚現(xiàn)有目標平臺的特性再進行測試，以免引起不必要的麻煩。在了解清楚以上幾點后，就可以進行CETK的測試了。

1、 準備測試環(huán)境：

既然CETK有服務(wù)器端和客戶端，那么它們之間至少應(yīng)該通過某一種技術(shù)手段，使之連接起來。目前對于絕大多數(shù)嵌入式設(shè)備來說，都具有至少一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此這里假設(shè)服務(wù)器端和客戶端是通過局域網(wǎng)進行連接的。在測試開始前，需要通過服務(wù)器端和客戶端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置程序，將它們設(shè)置在同一個網(wǎng)段之內(nèi)，可以互相訪問。

2、 從開始菜單的Microsoft Windows CE組中啟動Windows CE .NET Test Kit。

3、 下載并運行客戶端軟件：

如果現(xiàn)有的硬件平臺中，并沒有包含CETK客戶端軟件clientside.exe，那么必須通過某種方式下載到硬件平臺上。該客戶端軟件在Windows CE 安裝目錄中。在了解目標機的CPU類型后，下載WINCEROOTOTHERSWCETKCPU typeclientside.exe到目標平臺上。由于假設(shè)服務(wù)器和目標平臺都在同一個局域網(wǎng)內(nèi)，因此可以通過文件共享或者FTP等方式將其拷貝到目標機上。

下載完畢后，打開目標機的一個控制臺（SHELL），進入clientside.exe所在目錄，用命令行上輸入：clientside.exe /n=服務(wù)器IP地址 /p=5555。

4、 設(shè)置測試項目：

在客戶端運行了clientside后，過幾秒鐘后，在服務(wù)器的Windows CE .NET Test Kit中將顯示出目標設(shè)備的名字及可檢測單元。如下圖所示。

CETK通過連接到客戶端程序，自動獲取目標設(shè)備上的設(shè)備信息，并自動確定可以測試的項目。從上圖可以知道，該硬件設(shè)備不包含聲卡、紅外、鼠標設(shè)備等?？梢詼y試的項目包括顯卡、調(diào)制解調(diào)器等。因為硬件設(shè)備種類繁多，因此該硬件掃描在具體細節(jié)上不見得準確。比如顯示卡如果不支持Direct3D功能，就不能進行該功能的測試。這也就是為什么用戶必須事先知道目標設(shè)備的具體硬件信息的原因。

每個單獨的設(shè)備都有一些可選的測試項，測試人員可以通過項目前的方框，選中或者取消一些項目的測試。

5、 設(shè)置測試命令行

如果要測試一個項目，先用鼠標選取該項目，然后點右鍵，將彈出一個菜單。在該項測試完畢前，菜單中的“View Results”選項是灰色的。選中“Edit Command Line”，將出現(xiàn)下圖所示對話框。

CETK從本質(zhì)上講，其實就是一套完整的測試用例的集合，而每個測試用例都是一個應(yīng)用程序。在測試過程中，所要測試的硬件特性，其實是對應(yīng)于驅(qū)動程序中的某些函數(shù)調(diào)用。因此測試用例就是調(diào)用相關(guān)的驅(qū)動程序中的函數(shù)，并通過檢測函數(shù)運行結(jié)果來判斷驅(qū)動程序是否正確的。MS提供了CETK工具的同時，也提供了這樣一套完備的測試用例。如果開發(fā)者使用了自己設(shè)計、或者是已有BSP中沒有的設(shè)備，在測試該設(shè)備的時候，就需要測試人員根據(jù)設(shè)備的特性及驅(qū)動程序，自行編寫測試用例。

下圖顯示的對話框是對網(wǎng)卡進行測試的命令行。

其中tux是一個32位的客戶/服務(wù)器程序，負責(zé)測試動態(tài)鏈接庫中的功能模塊。對于不同的動態(tài)鏈接庫及其中的模塊，當(dāng)然要使用不同的命令行。因此測試者在進行工作前，必須要Windows CE .NET Test Kit的幫助文檔，了解不同模塊和不同功能所對應(yīng)的命令行。

6、 開始測試：

如果僅僅對選中的一個項目進行測試，則選中菜單中的“Quick Start”即可。如果要對所有選定的項目進行測試，則要在Windows CE .NET Test Kit的菜單中選Tests->Start/Stop tests。

有些測試不需要人工干預(yù)，程序會自動完成。但是有些測試（比如鼠標、鍵盤等），在測試過程中包含人機交互的部分。因此測試人員在測試過程中，需要根據(jù)目標設(shè)備屏幕上的提示，進行相應(yīng)的動作。

7、 查看測試報告：

在測試完畢后，菜單中的View Results將自動處于允許狀態(tài)，選中得以查看該模塊的測試結(jié)果。

在CETKParser的顯示區(qū)域被分成三個窗口，最上面的窗口顯示了此模塊檢測的綜合參數(shù)，中間窗口顯示的是用于此模塊測試的所有用例和最終結(jié)果。當(dāng)選中其中一個用例時，在最下面的窗口中就會顯示此用例的測試詳細信息。上面論述過，測試用例其實就是調(diào)用驅(qū)動程序中的某些函數(shù)，因此通過分析失敗的測試用例的代碼，就可以初步確定失敗在驅(qū)動的哪個函數(shù)中。將信息提供給開發(fā)者后，開發(fā)者再使用PB提供的調(diào)試工具，就能迅速定位和解決程序中的問題。

B、壓力測試

使用CETK還可以進行壓力測試。所謂的壓力測試就是讓目標平臺工作在極限狀態(tài)中的一種測試方法。通過壓力測試，能發(fā)現(xiàn)目標平臺一些單一測試不能發(fā)現(xiàn)的、隱藏很深的問題。在Windows CE .NET Test Kit的菜單中選other Test->Modular Stress Test，就可以進行壓力測試。

壓力測試的項目也是可選的。所進行壓力測試的項目定義在 Program FilesWindows CE Platform BuilderVERSIONcepbwcetkddtkarmv4oemstress.ini文件中。該文件的格式和內(nèi)容一目了然，通過修改該文件，就能夠確定進行壓力測試的模塊和項目。

進行完壓力測試后，View Results顯示界面與其他結(jié)果不同，是一個表格，由于版面和篇幅的關(guān)系，這里不把該圖完全顯示出來，只顯示其中的一部分。在表格中，對開發(fā)者意義比較大的是“System Health”、“Modules Status”兩表，如下圖所示。從“System Health”中可以看到，在壓力測試前內(nèi)存使用了20%，在測試后，內(nèi)存使用情況為33%，這說明在壓力測試前后有內(nèi)存的泄露。因此可以進一步判斷，內(nèi)存的泄露在壓力測試中所使用的函數(shù)中。

而“Modules Status”中，是對各個模塊進行壓力測試的用例統(tǒng)計。