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嵌入式Windows Phone系统架构及功能简介季亮 摘要 本文对当今流行的Windows Phone（简称WP或Win P）系统平台简析了其架构及功能，了解到系统架构的特点，并对基于Windows CE内核的系统核心分析了新型人性化的内核修改。经过修改的Windows Phone更加智能化，利于数据结构保留，减少数据冗余，功能更加强大更加易于操作。关键字 嵌入式系统 Windows Phone Windows CE 内核 手机一、 引言 近年来，嵌入式技术及产品的快速成长成为了全球IT产业发展的显著特征之一。嵌入式系统（Embedded System）是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件课裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积及功耗等有严格要求的专用计算机系统。如今，嵌入式处理器的运行速度和功能都有了很大的提高，使得许多以前只能在PC上实现的应用，现在都可以在手持设备上实现。目前，市面上的Windows类智能手机主要采用Microsoft公司的Pocket PC、Palm OS等操作系统，但是这些系统在手机上运行操作极为繁复，对硬件要求极高，以至于限制了他的更好发展。而Windows Phone的诞生彻底改变了用户的看法。Windows Phone基于Windows CE内核，在用户界面上相比于之前各版有了很大的改变，整体上和微软自家的播放器界Zune面类似；它力图打破人们与信息和应用之间的隔阂，提供适用于人们包括工作和娱乐在内完整生活的方方面面，最优秀的端到端体验。所以，对WP作一个简单了解是非常必要的。二、Windows Phone系统架构Windows Phone具有桌面定制、图标拖拽、滑动控制等一系列前卫的操作体验。其主屏幕通过提供类似仪表盘的体验来显示新的电子邮件、短信、未接来电、日历约会等，让人们对重要信息保持时刻更新。它还包括一个增强的触摸屏界面，更方便手指操作；以及一个最新版本的IE Mobile浏览器该浏览器在一项由微软赞助的第三方调查研究中，和参与调研的其它浏览器和手机相比，可以执行指定任务的比例超过高达48%。其中，以Windows Phone 7（简称Win P7）作为主要介绍对象。Windows Phone 7最早于2010年10月11日被公布，是一个32位操作系统，双层架构，由内核层 和用户层组成。应用进程被分配2GB内存，其中虚拟内存可达1GB，内核也被分配2GB。下面结合图片做简要分析：与用户基本信息关系：手机界面对应：内核运行关系图：微软还将提供2D图形和Direct3D 11的runtime，OEM厂商负责为2D和3D图形开发和发布驱动。Windows Phone 7支持蓝牙2.1，但是并不支持3.0和4.0，不过今后的系统升级可以会包括对 该标准的升级支持。Windows Phone 7还使用了两种不同的文件系统：系统文件为 IMFDS，用户文件为TexFAT。用户文件可以被存储到存储卡或内置闪存中，系统并不会对两者进行区分对待。奇怪的是，如果包括重要文件的存储卡被拔出或是文件被删除时，手机只能进行紧急呼叫。所有的Windows Phone 7升级将通过微软升级系统完成，升级包可通过手机联网或计算机上的Zune Software安装。Windows Phone 7将与Windows live ID进行绑定，就像Android绑定 Gmail、iPhone OS绑定iTunes一样。Windows Live ID可以作为访问微软在线商店MarketPlace的通行证，以获取应用程序。你必须输入Windows Live ID才可以激活手机、同步数据，此外，该手机还必须拥有正版Windows Phone认证，否则将无法通过验证。对Win P7用户界面的修改只能是小幅度的，供应商和设备制造商可以在手机主菜单页面上添加用户tiles，但是标 准微软tiles是不能被删除的。运营商和设备制造商可以更改系统的启动画面，也可以添加铃声和壁纸。此外，Bing是Windows Phone 7设备的默认搜索引擎，不过设备制造商和网络运营商可以更换默认 搜索引擎。应用程序也能被添加到ROM中，不过这些应用程序必须通过微软的批准。应用程序运行时最大能占用60MB空间，因此系统仅能同时运行6个应用程序。Windows Phone 7系列标准规格为：电容式触控（Capacitive touch）：支持4个或更多触控点；传感器：A-GPS、加速器、电子指南针、光测距传感器；摄像头：500万像素或更高，Flash闪光灯，摄像头按钮；多媒体：编解码加速器；内存：256MB RAM或更高，8GB Flash或更高；GPU：DirectX 9；CPU：ARM v7 Cortex/Scorpion或更高。内核：基于Windows CE 7三、内核Windows CE特点简介 Windows Phone基于Win CE的内核，但是不是完全复制，经过巧妙的修改设计，现在的Win P已经可以更好地为第三方软件开发提供方便。 作为Windows Phone的内核，Windows CE不仅是高度模块化的嵌入式操作系统，也由于其可裁剪性，它的体积也非常小。一个最小的可运行的Windows CE内核只占200KB左右；增加网络支持需要800KB；增加图形界面支持需要大概4MB；增加Internet Explorer支持，额外需要的3MB。这样就可以充分适合一些硬件资源不足的嵌入式设备的需求。与此同时，Windows CE所有可选择的功能都加起来，那么功能完全可以媲美Windows 9X系列。嵌入式的专用性特点决定了嵌入式系统的硬件设备必定是多种多样的。为了适应嵌入式系统的要求，Windows CE支持在多种不同的CPU平台上运行，包括x86，ARM，MIPS及SuperH等嵌入式领域主流的CPU结构。Windows CE不但支持的有线网络连接，还支持各种无限网络标准，包括蓝牙、红外及802.11等。 Windows CE是一个实时操作系统。实时支持功能在一下几方面提升了Windows CE的性能：支持嵌套中断；允许更高优先级别的中断首先得到响应，而不是等待低级别的终端服务线程（ISR）完成；更好的线程响应能力；对高级别IST的响应时间上限的要求更加严格，在线程响应能力方面的改进，可以帮助开发人员掌握线程转换的具体时间，并通过增强的监控能力和对硬件的控制能力帮助开发人员创建更好的嵌入式应用程序；更多的优先级别，256个优先级别可使开发人员在控制嵌入式系统的时序安排方面有更大的灵活性；更强的控制能力，对系统内的线程数量的控制能力可使开发人员更好地掌握调度程序的工作情况。 Windows CE支持多个设备中断共享一个IRQ，当一个共享IRQ发生时，CE内核的异常处理程序检测设备特定的寄存器，因为大多数设备都有一个单独的寄存器用于表示设备的活动状态，所以通过遍历共享这个IRQ的所有设备的寄存器就可以判断哪个设备发生中断。nk.exe加载一个giisr.dll，这个.dll是微软提供的，它其实是第一个可安装ISR。默认CE内核就是调用这个.dll来检测寄存器状态的，当然OEM可以编写自己的.dll。CE内部有一个ISR链，也就是可安装ISR。因为CE允许OEM添加自己的ISR处理程序，所以ISR被设计成一个链表。排在前面的ISR比后面的ISR优先处理中断，如果当前ISR能够处理当前中断，那就返回中断ID由IST处理或者返回SYSINTR_NOP，如果当前ISR不能够处理当前中断，那就返回SYSINTR_CHAIN让下一个ISR处理。 四、 Windows Phone系统功能简介 Windows phone主要功能特色： 增强的Windows Live体验，包括最新源订阅，以及横跨各大社交网站的Windows Live照片分享等等。 更好的电子邮件体验，在手机上通过Outlook Mobile直接管理多个帐号，并使用Exchange Server进行同步。 Office Mobile办公套装，包括Word、Excel、PowerPoint等组件。 在手机上使用Windows Live Media Manager同步文件，使用Windows Media Player播放媒体文件。 重新设计的Internet Explorer手机浏览器，支持Adobe Flash Lite。 应用程序商店服务Windows Marketplace for Mobile和在线备份服务Microsoft My Phone也已同时开启，前者提供多种个性化定制服务，比如主题。Windows phone的功能还有很多，本文就不一一列举了。 五、 结束语 本文简单介绍了基于Windows CE内核的Windows phone架构，了解了Win P系统与用户之间的直接或间接关系。但是，对于它的了解还只是皮毛，且在我们现在的生活中还有很多人并没有了解或认识到它的强大。所以，嵌入式系统Win P还有着巨大的剖析与发展空间。我们有理由相信，Win P的明天也将更加的灿烂。 参考文献1 Windows Phone应用大全.