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wes7嵌入式系統(tǒng)訂制開發(fā)

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wes7嵌入式系統(tǒng)訂制開發(fā)

詳細介紹

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WES7（Windows Embedded Standard 7）是微軟在2010年5月13日發(fā)布的基于X86平臺，Windows 7組件化的嵌入式操作系統(tǒng)。WES7除了具有Windows 7的功能外，還具有適用于嵌入式設備的使嵌入式功能，例如EWF，F(xiàn)BWF，Dialog Filter，DISM，Register Filter等等。本文將揭開WES7的技術(shù)特性和神秘面紗，讓我們了解基于Windows 7的更加簡單，更加強大的新一代微軟嵌入式操作系統(tǒng)。

嵌入式設備定義：

什么是“嵌入式應用"(Embedded Application)?
“嵌入應用"指一般不向消費者(Consumer)提供的下述特定行業(yè)或特定任務的軟件程序和/或功能：

提供嵌入系統(tǒng)的首要功能；
專門用于滿足嵌入系統(tǒng)銷售所面向的特定行業(yè)的功能要求；且在許可產(chǎn)品軟件以外提供重要功能。

什么是“嵌入式系統(tǒng)"(Embedded System)“嵌入式系統(tǒng)"指
(i) 基于許可產(chǎn)品(Licensed Products),
(ii)使用不超過兩個處理器(CPU)、
(iii) 與嵌入式應用共同使用、
(iv) 并非作為通用個人計算機設備銷售而且
(v) 不可作為個人計算機或多功能服務器等通用計算機設備的商業(yè)可行的替代品使用的計算機系統(tǒng)或計算機設備。

Windows Embedded產(chǎn)品家族

Windows平臺作為微軟桌面操作系統(tǒng)平臺，已經(jīng)為大家所熟知。在 PC市場上，Windows操作系統(tǒng)占有95%以上的，從Windows NT開始，到后來的Windows 2000， Windows XP, Vista及的Windows 7 操作系統(tǒng)，Windows平臺在PC上的體驗已經(jīng)深入人心。

微軟除了PC平臺上的Windows的操作系統(tǒng)之外，還有一條非常重要的產(chǎn)品線，就是 Windows Embedded，這類操作系統(tǒng)是微軟專門針對嵌入式設備，消費類電子，工業(yè)自動化控制設備及其他手持設備來定制的一類操作系統(tǒng)平臺。Windows Embedded將微軟在桌面平臺上的用戶體驗平滑的移植到了設備上，除了提供桌面操作系統(tǒng)平臺95%的功能外，還兼容微軟所有的服務器技術(shù)，數(shù)據(jù)庫技術(shù) 及開發(fā)技術(shù)。一提的是Windows Embedded還具有很多的嵌入式特性，使我們的設備更加高效，更加穩(wěn)定，維護量更低。

WES 7 技術(shù)概覽

1.利用量身定做的基于Windows的操作系統(tǒng)構(gòu)建設備
a. 以組件和組件化的方式實現(xiàn)Windows 7的強大功能
b. 提供專為嵌入式使用情形的功能 (Embedded Enabling Features)
c. 支持多種語言的本地化

2. Win32應用程序的的兼容，同時支持基于.NET\MFC\ATL 等開發(fā)框架開發(fā)的各類應用程序

3. 與企業(yè)級的服務器和工具相集成，與微軟的數(shù)據(jù)庫，云計算體系及各類應用技術(shù)無縫連接

4. 除了支持32位硬件和驅(qū)動程序，還支持64位的硬件平臺及驅(qū)動程序 (x86 and x64)

5. 適用于各類嵌入式設備，主要有：信息臺, 瘦客戶機, 零售終端設備, 車載電腦, 游戲機, 醫(yī)療設備，DVR, 無頭設備，機頂盒等

6. 增強的新功能：Boot time, SuperFetch, BitLocker and BitLocker to Go, AppLocker, Biometric Framework,Reduced idle power consumption, Timer Coalescing API，Windows Touch, Windows Aero, 64 Bit, Windows Presentation Foundation, Windows Sensor and Location platform

7. 的Windows技術(shù)：Internet Explorer 8, Windows Media Player 12, RDP 7, .NET 3.5, PowerShell V2

WES7 新的嵌入式特性：

WES7除了具有XPE\WES2009所有的嵌入式功能外，還提供了很多新的嵌入式功能。

1. EWF\FBWF （寫過濾器）:

構(gòu)建可靠、可信的嵌入式操作系統(tǒng)
保護目標磁盤避免寫入操作
允許在只讀的媒體下啟動
幫助降低Flash存儲介質(zhì)的損耗
在異常掉電的狀態(tài)下保護磁盤和系統(tǒng)文件
通過HORM來縮短系統(tǒng)啟動時間
有選擇性的控制文件寫入原始磁盤
使文件交換的操作在內(nèi)存中完成，有效的提高系統(tǒng)效率

在WES7中，需要強調(diào)一點的就是，WES7中的FBWF功能修正了 XPE\WES2009中FBWF的的一個重要bug，就是WES7中的FBWF會隨著覆蓋層中的文件刪除，自動的釋放覆蓋層空間。這對于內(nèi)存的容量控制將起到至關重要的優(yōu)化。舉個例子，如果我們通過FBWF保護了C盤，那么當我們在C盤上拷貝一個100M的文件時，F(xiàn)BWF將在覆蓋層中建立這個文件，換句話說，內(nèi)存中將會損耗100M的空間用于存放這個文件。當我們再次拷入一個200M的文件，覆蓋層中將會再次損耗200M的空間用于存放這個文件。這時，如果我們在C盤中刪除這兩個文件，那么意味著覆蓋層中也將釋放這兩個文件，即內(nèi)存的300M空間將被回收。但是在以往XPE\WES2009的設計中，覆蓋層只是記錄了刪除這兩個文件的動作，其實這兩個文件并沒有從覆蓋層中刪掉，所以內(nèi)存的300M空間也不會被釋放。這樣將導致如果我們頻繁的拷貝刪除文件，覆蓋層（內(nèi)存）將很快被耗盡?，F(xiàn)在在WES7中已經(jīng)解決這個問題，隨著文件被刪除，覆蓋層（內(nèi)存）也將被釋放。所以，這是WES7中關于寫過濾器的一個改進。下面這張圖將描述寫過濾器的工作原理：

2. Register Filter （注冊表過濾器）：

注冊表過濾器和寫過濾器的原理基本相同，區(qū)別在于注冊表過濾器保護的是注冊表中的某些鍵值不能被寫入，這樣可以有效地防止惡意的寫入操作，從而保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

3. HORM (Hibernate Once Resume Many)

結(jié)合EWF和Hibernate的休眠技術(shù)
每次重啟都從相同的hiberfil.sys文件引導
顯著的系統(tǒng)啟動時間改進 (35s - 15s)
EWF RAM 或 RAM-REG 僅支持啟動分區(qū)保護
所有的分區(qū)必須均被EWF保護
非保護分區(qū)或卷必須被卸載
支持斷電，關機，重啟下的休眠啟動

4. USB\CD 引導啟動

支持Windows從可移動磁盤啟動( Removable USB Mass Storage devices)
設計成基于寫過濾器的啟動(EWF & FBWF)
不支持: paging, crash dumps, hibernate
統(tǒng)一的HAL保證在所有的硬件平臺上正常啟動
有效的降低 Flash 存儲器的損耗

5. 自定義的Shell和啟動界面

在XPE\WES中，微軟從上允許OEM更改操作系統(tǒng)的啟動畫面和商標，但是沒有提供的修改方法。但是現(xiàn)在在WES7中，微軟提供了的解決方案去修改啟動畫面和登錄界面。通過修改啟動界面和自定義外殼，我們可以構(gòu)建出一個無品牌的啟動界面，定制的登陸桌面面背景圖像以及Shell Launcher。

6. 消息框\對話框自動回復

在WES 2009中，微軟提供了消息框自動回復功能（Messagebox Auto Reply）,該功能用于屏蔽所有Windows自動彈出的對話框，這樣可以使設備在無人值守的情況下正常運行和顯示。尤其適用于自動服務終端和數(shù)字看板平臺。例如在機場的航班時刻表，如果有異常錯誤的對話框彈出的話，又無人去看守，設備就會一直呈現(xiàn)這個對話框，從而使用戶體驗變的非常糟糕。現(xiàn)在在 WES7中，除了具有原來的消息框自動回復功能（Messagebox Auto Reply）外，還新增了對話框過濾器（Dialog Filter），該功能可以使我們設置需要屏蔽的系統(tǒng)對話框，屏蔽的依據(jù)是根據(jù)我們設置的條件來進行過濾的，符合設置條件的系統(tǒng)對話框?qū)⒈黄帘?。而相關的提示信息會轉(zhuǎn)記到系統(tǒng)日志中去。

7. DISM (Deployment Image Servicing and Management)

WES7 中以包的方式整合系統(tǒng)功能
每一個包都被Microsoft簽名過，而且是可以被服務更新的
DISM 可以通過在線或者離線的方式更新系統(tǒng)功能包

DISM是WES7中一個非常有用的新功能，以往我們使用XPE\WES2009的時候，如果我們已發(fā)布的設備中出現(xiàn)缺少組件的問題，我們則需要在目標設計器中添加該組件，然后重新生成和部署操作系統(tǒng)鏡像到目標設備中。這對于已經(jīng)批量發(fā)布的設備是非常致命的問題?，F(xiàn)在在WES7中，有了DISM功能，我們可以直接在已發(fā)布的操作系統(tǒng)鏡像中，通過光盤或者網(wǎng)絡安裝的方式，將未安裝的組件添加到已發(fā)布的操作系統(tǒng)中。

8. 系統(tǒng)引導

USB Boot – 支持USB 2.0啟動
VHD Boot – 支持脫離父操作系統(tǒng)的直接引導，即通過重啟直接進入虛擬硬盤上的操作系統(tǒng)
SD Boot - 支持Flash介質(zhì)的存儲器引導
Virtual PC 7 - 支持基于Virtual PC 7的引導啟動

關于通過VHD的直接引導，在后面的文章中將提供詳細的實現(xiàn)步驟。

9. Meida Center

Meida Center整合了圖片，視頻，電視，網(wǎng)絡，應用程序，音樂，網(wǎng)絡視頻等多媒體應用的媒體中心。該功能是WES7提供的新的特性，非常適用于機頂盒，互聯(lián) 網(wǎng)電視及IPTV等設備的構(gòu)建。是WES7中的一個重要功能。如果大家有興趣的話，并且你的機器又安裝Windows 7操作系統(tǒng)，那么趕緊點開開始菜單->Media Center去體驗一下吧。 :)

10. Direct Computer

如果說WES7在內(nèi)存優(yōu)化，啟動速度和操作界面上都做了很大的改進，那么其實在圖形圖像處理上，WES7的改進更為明顯。最主要的體現(xiàn)為，WES7支持了 DirectX 11，新增了Direct Computer的功能。那么什么是Direct Computer呢？簡單點來說Direct Computer就是微軟將圖形廠商的不同圖形加速技術(shù)進行了抽象，提供了統(tǒng)一的編程接口來方便OEM或者開發(fā)人員開發(fā)圖形加速程序。舉個例子，nVidia的圖形加速技術(shù)是Cuta, ATI的圖形加速技術(shù)是FileStream，那么我們開發(fā)的應用程序如果針對這兩個技術(shù)編程，移植性就會非常差。如果我們針對Cuta技術(shù)編程，那應用程序就不能用到ATI顯卡的加速技術(shù)。我們總不能對不同的顯卡廠商編制不同的程序吧?，F(xiàn)在有了Direct Computer技術(shù)，我們就不用擔心了，因為WES7已經(jīng)幫我們做到了統(tǒng)一接口的工作。

關鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 自動化控制

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