隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展， 嵌入式軟,、硬件設(shè)計(jì)需求越來越廣泛,， 嵌入式軟件開發(fā),， 特別是嵌入式軟件的驅(qū)動開發(fā)，成為一個(gè)熱點(diǎn),。

Windows CE是一個(gè)新的,、可移植的、實(shí)時(shí)的,、模塊化的操作系統(tǒng),，具有簡捷、高效的完全搶先式多任務(wù)操作核心,，支持強(qiáng)大的通信和圖形顯示功能,， 能夠適應(yīng)廣泛的系統(tǒng)需求， 在最新一代的工業(yè)和家用電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用,。

在進(jìn)行嵌入式Windows CE 項(xiàng)目開發(fā)的過程中， 經(jīng)常需要根據(jù)需求定制顯示屏,， 如何為定制的顯示屏開發(fā)Windows CE 驅(qū)動程序成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵步驟,。本文在深入研究Windows CE 驅(qū)動程序工作原理的基礎(chǔ)上， 以維信諾VGG13264C 132×64 OLED 顯示模塊的WindowsCE 驅(qū)動程序設(shè)計(jì)為例,， 詳細(xì)闡述了嵌入式Windows CE 驅(qū)動程序的開發(fā)過程,，并對設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動程序進(jìn)行了測試。

1 Window CE 的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

Windows CE 是微軟設(shè)計(jì)開發(fā)的一種可升級的搶先式多任務(wù)32 位實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),。一個(gè)基于Windows CE 的平臺主要由以下幾部分組成：Windows CE 內(nèi)核組件,、OAL 層和驅(qū)動程序。OAL 層和驅(qū)動程序作為目標(biāo)設(shè)備和Windows CE 內(nèi)核組件之間的接口,， 將操作系統(tǒng)上層與硬件隔離,， 便于支持硬件擴(kuò)展和即插即用功能，圖1 詳細(xì)描述了三者之間的關(guān)系,。


2 Windows CE 中斷處理

Windows CE 將中斷處理分為兩個(gè)步驟： 中斷服務(wù)例程（ISR）和中斷服務(wù)線程（IST）,。把每個(gè)硬件的設(shè)備中斷請求（IRQ） 和一個(gè)ISR 聯(lián)系起來， 當(dāng)一個(gè)中斷發(fā)生并未被屏蔽時(shí),，內(nèi)核調(diào)用該中斷注冊的ISR.因?yàn)镮SR 運(yùn)行于內(nèi)核模式,， 所以應(yīng)設(shè)計(jì)得盡可能短，ISR 引導(dǎo)內(nèi)核調(diào)度和啟動合適的IST,IST 在設(shè)備驅(qū)動程序軟件模塊中編寫,， 運(yùn)行于用戶模式,， 它從硬件獲取或向硬件發(fā)送數(shù)據(jù)和控制代碼， 并進(jìn)一步處理設(shè)備中斷,。Windows CE 還提供了中斷嵌套功能,， 即在一個(gè)ISR 運(yùn)行時(shí)， 內(nèi)核并不關(guān)閉中斷,， 當(dāng)優(yōu)先級比之高的中斷發(fā)生時(shí),，內(nèi)核保存當(dāng)前執(zhí)行的中斷服務(wù)例程ISR 的運(yùn)行狀態(tài),， 掛起該ISR,轉(zhuǎn)而執(zhí)行更高優(yōu)先級中斷的ISR.等到高優(yōu)先級中斷的ISR執(zhí)行完后，被掛起的低優(yōu)先級中斷的ISR 才重新開始被CPU 調(diào)度執(zhí)行,。Windows CE 的中斷處理框圖如圖2 所示,。


3 Windows CE 設(shè)備驅(qū)動程序

設(shè)備驅(qū)動程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)和設(shè)備連接起來， 使操作系統(tǒng)能夠識別設(shè)備,， 并為應(yīng)用程序提供服務(wù),。

3.1 設(shè)備驅(qū)動程序模型

Windows CE 提供了用于驅(qū)動開發(fā)的模型，其中包括來自其他操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序模型,。

因?yàn)橛羞@些多變的驅(qū)動程序模型,， 使Windows CE可以適應(yīng)大部分的內(nèi)部和外圍設(shè)備。目前,，Windows CE提供了4 種設(shè)備模型,，其中兩種是專用于Windows CE模型， 另外兩種外部模型來自其他的操作系統(tǒng),， 匯總?cè)鐖D3 所示,。


        3.2 本機(jī)驅(qū)動程序

要把Windows CE 移植到目標(biāo)平臺上， 必須為平臺上已建立的設(shè)備提供驅(qū)動程序,。一些類型的設(shè)備,， 如鍵盤、顯示器和PC 卡插槽等對操作系統(tǒng)都有一個(gè)自定義接口,。因?yàn)檫@些接口是專門用于Windows CE 的,，所以稱這類驅(qū)動程序?yàn)楸緳C(jī)驅(qū)動程序。Windows CE 平臺生成器提供本機(jī)設(shè)備驅(qū)動程序的樣本,，可考慮把本機(jī)設(shè)備驅(qū)動程序樣本應(yīng)用到平臺上,， 而不需要再從頭開發(fā)自己的本機(jī)驅(qū)動程序。用戶可根據(jù)驅(qū)動程序樣本快速開發(fā)自己的驅(qū)動程序,。

3.3 流接口驅(qū)動程序

流接口驅(qū)動程序由設(shè)備管理應(yīng)用程序加載,、管理和卸載，與具有單獨(dú)目的接口的本機(jī)驅(qū)動程序相比,，所有流接口驅(qū)動程序使用同一個(gè)接口并調(diào)用同一個(gè)函數(shù)集---流接口函數(shù),。流接口驅(qū)動程序把外設(shè)抽象成一個(gè)文件， 使用標(biāo)準(zhǔn)文件I/O 函數(shù)和電源管理函數(shù),， 這些函數(shù)由Windows CE 操作系統(tǒng)的內(nèi)核使用,。流接口驅(qū)動程序的入口點(diǎn)函數(shù)為： XXX_ Init、XXX_Deinit,、XXX_IOCONtrol,、XXX_Open 、XXX_Close ,、XXX_PowerDown ,、XXX_PowerUp ,、XXX_Read 、XXX_Seek ,、XXX_Write .流接口驅(qū)動程序函數(shù)的作用及調(diào)用關(guān)系如表1 所示,。

表1 Windows CE 下流接口驅(qū)動程序函數(shù)作用及調(diào)用關(guān)系

流接口驅(qū)動程序從設(shè)備管理器和通過文件系統(tǒng)調(diào)用的應(yīng)用程序接受命令，裝入驅(qū)動將這些命令翻譯成其所控制設(shè)備的適當(dāng)操作的所有信息,。所有的流接口驅(qū)動,， 無論它管理的是內(nèi)置式設(shè)備還是可安裝式設(shè)備，是系統(tǒng)引導(dǎo)加載還是動態(tài)加載,， 它們與其他的系統(tǒng)組件都有類似的交互過程,。

3.4 設(shè)備驅(qū)動程序的初始化過程

在Windows CE 中， 所有的設(shè)備驅(qū)動程序都以動態(tài)鏈接庫（DLL） 的形式存在,，需要通過進(jìn)程加載,。設(shè)備驅(qū)動程序向外提供接口函數(shù)，應(yīng)用程序使用API 對設(shè)備進(jìn)行訪問,。Windows CE 共有三類系統(tǒng)進(jìn)程用來加載驅(qū)動程序：Device.exe ,、GWES.exe 、FileSys.exe .驅(qū)動程序的初始化過程為：設(shè)備上電---啟動bootloader---啟動NK.exe---啟動Device.exe---初始化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和I/O---加載總線枚舉器---枚舉注冊表Driver/BuildIn 下所有的子鍵,。這里的枚舉就是循環(huán)調(diào)用ActivateDeviceEx 函數(shù)加載驅(qū)動程序,。

4 Windows CE 開發(fā)流接口驅(qū)動程序?qū)嵗?br />
以維信諾VGG13264C 132×64 OLED 顯示模塊的驅(qū)動程序?yàn)槔?具體闡述Windows CE 驅(qū)動開發(fā)的過程,。

4.1 硬件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)硬件以飛凌OK6410-B 開發(fā)板為主板,， 以維信諾VGG13264C 顯示模塊為OLED 顯示屏。系統(tǒng)硬件框圖如圖4 所示,。

飛凌OK6410 -B 開發(fā)板基于三星公司最新的ARM11 處理器S3C6410 , 擁有強(qiáng)大的內(nèi)部資源和視頻處理能力,，可穩(wěn)定運(yùn)行在667 MHz 主頻以上， 支持MobileDDR 和多種NAND Flash .FL6410 開發(fā)板上集成了多種高端接口,， 如復(fù)合視頻信號,、攝像頭、USB,、SD 卡,、液晶屏、以太網(wǎng)等,， 豐富的接口可幫助用戶實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)品級設(shè)計(jì),。

維信諾VGG13264C 是132 列×64 行點(diǎn)陣的OLED 單色、字符,、圖形顯示模塊,， 使用單芯片SSD1303T6 進(jìn)行驅(qū)動，具有8 位并行數(shù)據(jù)接口,， 模塊內(nèi)含132×64 顯示數(shù)據(jù)RAM, 通過用戶I/O 接口連接到飛凌OK6410-B 開發(fā)板,。

4.2 流接口驅(qū)動程序開發(fā)過程

Windows CE 提供了兩種編寫流接口驅(qū)動的方法：

（1） 通過編寫動態(tài)鏈接庫的方法實(shí)現(xiàn),； （2） 通過修改BSP的方法實(shí)現(xiàn)。由于第二種方法可以加快開發(fā)進(jìn)度,， 在該實(shí)例中,，使用修改BSP 的方法進(jìn)行流接口驅(qū)動程序開發(fā)， 其開發(fā)步驟為： 首先在BSP 中新建一個(gè)目錄,，編寫驅(qū)動程序文件并確定驅(qū)動程序向外提供的接口函數(shù),，然后進(jìn)行注冊表設(shè)置， 最后進(jìn)行測試,。

（1） 驅(qū)動程序代碼編寫

設(shè)備初始化使用OED_Init 函數(shù)實(shí)現(xiàn),， 設(shè)備卸載使用OED_Deinit 函數(shù)實(shí)現(xiàn)。在OED_Init 函數(shù)中,，使用DrvLib_MapIoSpace 函數(shù)實(shí)現(xiàn)物理地址到虛擬地址映射,；在OED_Deinit 函數(shù)中， 使用VirtualFree 函數(shù)釋放驅(qū)動程序使用的虛擬內(nèi)存從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的卸載,。

設(shè)備的I/O 控制向設(shè)備發(fā)出命令,， 按照維信諾VGG13264C OLED 顯示模塊的時(shí)序關(guān)系，通過控制相應(yīng)管腳的電平高低實(shí)現(xiàn)向設(shè)備發(fā)出命令,。設(shè)備的I/O 控制在OED_IOControl 函數(shù)中實(shí)現(xiàn),， 函數(shù)部分代碼如下：


（2） 向外提供函數(shù)接口

通過配置OED.def 文件導(dǎo)出OLED 提供的接口函數(shù)， 供設(shè)備管理器使用,。在OED.def 文件中添加如下代碼：


（3） 注冊表配置,。

注冊表文件Platform. reg 用來配置與OLED 驅(qū)動有關(guān)的信息， 配置如下：
[HKEY_LOCAL_MACHINEDriversBuiltInIoControler]
"Prefix "="OED"
"Dll "="OED.dll "
"Index "=dword:0

隨著嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用到信息家電,、工業(yè)控制,、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,，大量嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)必將對人類科技的發(fā)展起著重要的作用,。本文介紹的基于嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE 的驅(qū)動程序會幫助讀者開發(fā)出更多的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品。