2024年3月11日发(作者：爱国者官网)

２０１０年第３期　

文章编号：１００６－２４７５（２０１０）０３－０００１－０３　

计算机与现代化　

１１ＳＵＡＮＪＩ　ＹＵ　ＸＩＡＮＤＡＩＨＵＡ　

，

第１７５期　

基于Ｓ３　Ｃ２４１Ｏ的Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ平台定制与驱动开发　

赵萌　，宋杰　，党李成　，郭振朝　

（１．安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室，安徽合肥２３００３９；２．淮南联合大学计算机系，安徽淮南２３２００１）　

摘要：以Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　４．２作为嵌入式系统内核及驱动程序开发工具，介绍Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ的体系结构。以三星　

￥３Ｃ２４１０作为硬件平台进行操作系统内核镜像定制和ＣＡＮ总线驱动开发，并下栽到开发板，为相似系统的研究开发提供　

借鉴参考。　

关键词：Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ；Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　４．２；内核镜像定制；ＣＡＮ总线　

中图分类号：ＴＰ３１１．５２　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－２４７５．２０１０．０３．００１　

Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｃｕｓｔｏｍｉｚｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ￥３Ｃ２４１０　

ＺＨＡＯ　Ｍｅｎｇ　一，ＳＯＮＧ　Ｊｉｅ　，ＤＡＮＧ　Ｌｉ　ｃｈｅｎｇ　，ＧＵＯ　Ｚｈｅｎ—ｃｈａｏ　

（１．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ＆Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｍｉｍｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ａｒｄｍｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｌｄ　２３００３９，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｈｕａｉｎａｎ　Ｕｎｉｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕａｉｎａｎ　２３２００１，Ｃ￣ｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　４．２　ａｓ　ｔｏｏｌｓ　ｏｆ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓ—　

ｔｅｍ　ｋｅｒｎｅｌ　ａｎｄ　ｄｒｉｖｅｒ　ｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｋｅｒｎｅｌ　ｍｉｒｒｏｒｉｍａｇｅ　ａｎｄ　ｄｒｉｖｅｒ　ｐｒｏｇｒａｍ　ａｒｅ　ｃｕｓｔｏｍｉｚｅｄ　ａｎｄ　ｓａｖｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　

ｂｏａｒｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ￥３Ｃ２４１０　１ｔ８　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ；Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　４．２；ｋｅｒｎｅｌ　ｍｉｒｒｏｒｉｍａｇｅ　ｃｕｓｔｏｍｉｚｉｎｇ；ＣＡＮ　ｂｕｓ　

０　引　言　

应用层　

Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ是微软公司推出的一款３２位、多　

操作系统层　

线程、多任务嵌入式操作系统，其体系结构独立于通常　

　ｌＣｏｒｅＤＬＬ　Ｉ　ｌ　客户和服务开发　Ｉ　ｌ　对象存储　Ｉ　

的程序设计语言并兼容ＷｉｄｎＯＷＳ　ＡＰＩ，可保障ＷｉｎｄＯＷＳ　

Ｉ　多媒体技术　ｌ　Ｉ　通信服务和网络　Ｉ　ｌ　设备管理器　ｌ　

ＣＥ．ＮＥＦ组４－＇ｔ￣和ＲＯＭ化，充分适用于有限存储空问和　

ｌ　内核　ｆ　ｆ图形窗口和事件子系统Ｉ　

各种不同芯片要求。并以小尺寸、良好通信能力、多平　

ＯＥＭ层　

台支持能力及出色的图形用户界面等优势，使其具有很　

ｌ：：Ｑ些：：＿Ｊ　Ｉ宴　垫墼矍壁ｌ　Ｉ里兰奎　Ｊ　Ｉ　驱动程序　Ｉ　

好的应用前景，广泛应用于手机、机顶盒、智能手持设　

硬件层　

备、网关、数字媒体设备、工业控制等多种场合…。　

１　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ的体系结构　

图１　基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ平台的层次结构　

设备组成的嵌入式硬件系统，是Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ操　

基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ的嵌入式系统应用开发　

作系统必不可少的载体。　

平台，由软件和硬件组成，被设计为分层结构，自底向　

ＯＥＭ层是硬件抽象层，提供硬件和操作系统之　

上分别为硬件层、ＯＥＭ层、操作系统层和应用层。每　

间的接口。操作系统访问具体硬件可以通过ＯＥＭ层　

一

层由不同的模块组成，每个模块叉由不同的组件构　提供的ＡＰＩ访问，而不直接与硬件打交道；操作系统　

成　４。（见图１）。　

层中的各个组件，用户可以根据系统需求进行定制，　

硬件层指由ＣＰＵ、存储器、Ｉ／０端口等各种周边　

选择需要的组件，去掉不必要的组件，可以减少对内　

收稿日期：２００９－０８－０５　

基金项目：安徽省教育厅资助项目（２００８ｊｙｘｍ２７７）；安徽大学教学研究资助项目（ＸＪ２００７０５）　

作者简介：赵萌（１９８１一），女，安徽淮南人，安徽大学硕士研究生，淮南联合大学助教，研究方向：嵌入式应用；宋杰（１９６６一），　

男，安徽合肥人，副教授，博士，研究方向：嵌入式操作系统．生物信息学。　

２　计算机与现代化　２０１０年第３期　

存和存储空间的占用，使系统的性能达　最佳。　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋开发基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ平　

操作系统层是Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ操作系统的核　

心层，既为下层ＯＥＭ层提供接口和服务，也为上层应　

用程序提供服务与编程接口。其最重要的模块是最　

台的应用程序，上层应用软件再通过Ａｃｔｉｖｅｓｙｎ同步　

软件下载到Ｆｌａｓｈ上。　

Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ与ＳＤＫ及嵌入式软件开发工具　

的关系见图２　。　

Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　

小定制内核，能为任何基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ的设备　

提供处理器调度、内存管理、异常处理及系统内通信　

等功能，并为应用程序使用核心功能提供内核服务。　

主要包括内核模块、对象存储模块、图像窗口和事件　

Ｉ　１　０ＥＭ适配层Ｉ　Ｉ运行时库ｌ　

子系统模块、通信模块。　

应用层在操作系统提供的Ｗｉｎ３２　ＡＰＩ基础上，由　

Ｗｉｎ３２　ＡＰＩ构建的应用程序组成，为基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　

ＣＥ．ＮＥＴ的设备提供增值功能和服务。包括Ｗｉｎ—　

ｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ提供的和用户自定制开发的应用程序。　

２　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ内核定制　

Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ产品开发有两个重要方面，一　

是内核定制，二是应用开发。Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ内核　

定制是开发的一个重点，因涉及到硬件而不同于一般　

的应用程序开发，本文通过专业软件Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　

４．２完成。Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　４．２集操作系统设计、创　

建、编译、测试和调试工具于一体，可开发出适合各类　

开发板环境和具体应用需求的嵌入式操作系统。　

２．１　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ平台定制过程　

（１）建立开发环境，选择操作系统的基本配置，针　

对所用的特定开发板，选择相应的微处理器和开发商　

提供的支持Ｓａｍｓｕｎｇ　ＳＭＤＫ２４１０的ＢＳＰ。ＢＳＰ即板级支　

持包，是操作系统的一个组成部分，提供对硬件的支持，　

通常包含Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ、ＯＡＬ、设备驱动程序、配置文件等。　

（２）定制平台，进行适当的组件裁剪或添加，右键　

单击ＳＭＤＫ２４１０　Ｆｅａｔｕｅｒｓ，选择“Ｓｅｔｔｉｎｇ…”菜单项。将　

“Ｅｎａｂｌｅ　Ｋ１ＴＬ”和“Ｅｎａｂｌｅ　ＣＥ．ＮＥＴ　Ｔａｒｇｅｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｕｐ－　

ｐｏｒｔ”设置为“不选中”，封装各功能模块，最后编译生成　

操作系统镜像文件ＮＫ．ＢＩＮ和ＮＫ．ＮＢＯ。编译时间与　

ＰｌＣ机的配置及所定制的操作系统镜像大小有关　］。　

（３）下载操作系统镜像。当下载成功并在Ｗｉｎｄｏｗｓ　

ＣＥ．ＮＥＴ成功启动后，按下实验平台的复位键重新启动　

Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．Ｍ　操作系统进行配置和调试，如有需要　

可重复执行以上步骤直到满足要求，完成平台创建。　

（４）导出相应的ＳＤＫ软件开发工具包。ＳＤＫ导　

向导会引导完成ＳＤＫ的配置和构建，最终产生包　

含必要的头文件、库文件、平台管理组件、运行时库、　

平台扩展以及相关帮助文档的Ｗｉｎｄｏｗｓ安装程序文　

件包（．ｍｓｉ文件）。把此ＳＤＫ安装到本地或其他计　

算机，应用软件开发者即可使用Ｖｉｓｕａｌ　Ｓｔｕｄｉｏ．ＮＥＴ或　

用户定制ＳＤＫ　

头文件和库文件Ｊ　Ｉ　ＳＤＫ文档　Ｊ　Ｊ平台管理器ｌ　

Ｉ　运行时库　Ｉ　Ｉ　平台扩展　Ｉ　

Ｕ　

嵌入式开发上具　

Ｉ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｖｉｓｕａｌ　ｃ＋÷　Ｉ　Ｉ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｓｔｕｄｉｏ．ＮＥＴ　ｌ　

图２　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ与ＳＤＫ及嵌人式软件开发工具的关系　

２．２引导程序ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ　

ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ的功能是将操作系统映像加载到内　

存，然后把管理权交给操作系统。在操作系统镜像下　

载到开发板之前，需把与开发板和操作系统匹配的　

ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ通过ＳＪＦ　Ｆｌａｓｈ烧写入开发板。Ｗｉｎｄｏｗｓ　

ＣＥ．ＮＥＴ引导程序的第一部分Ｎｂｏｏｔ．ｂｉｎ烧写入目标　

设备的ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ的Ｂｌｏｃｋ０，它主要负责初始化　

Ｆｌａｓｈ、读取ＴｏＣ、引导下一级ＢｏｏｔＩ￣ａｄｅｒ等工作。再　

将ＴＯＣ（Ｔａｂｌｅ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｅｎｔ）烧写入Ｂｌｏｅｋｌ，它是整个　

ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ存储内容的列表，储存有关启动和系统　

内核的信息。最后将￥３Ｃ２４１０的第二级ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ，　

Ｅｂｏｏｔ．ｎｂ０烧写入Ｂｌｏｃｋ２，内核镜像将占据Ｂｌｏｅｋｌ０　

以后的空间。　

至此，在开发板上成功建立了一套基本的ｗｉｎ－　

ｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ开发环境。　

３　ＣＡＮ总线驱动开发　

３．１开发板硬件平台简介　

￥３Ｃ２４１０作为基于ＡＲＭ９２０Ｔ内核和ＡＭＢＡ总　

线的微处理器具有众多优点，如具备一定的指令和数　

据缓存能力，支持Ｒ０Ｍ和ＮＡＮＤ　Ｆｌｓａｈ引导、ＭＭＵ，　

并集成ＳＰＩ、ＬＣＤ等多种片内外围设备。ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ　

Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）是同步串行外围接口，允许ＭＣＵ　

与各种外围设备以串行方式通信。￥３Ｃ２４１０微处理　

器包括两路ＳＰＩ，每一路分别有两个用以发送和接收　

２０１０年第３期　赵萌等：基于￥３Ｃ２４１０的Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ平台定帝ｊ与驱动开发　３　

数据的８位转移寄存器。但Ｓ３Ｃ２４１０中没有集成　

ＣＡＮ控制器，需根据具体应用在开发板上进行扩展，　

此处采用Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的带有ＳＰＩ接口的独立ＣＡＮ　

控制器ＭＣＰ２５１０【　割。　

３．２　ＭＣＰ２５１０简介　

款文本编辑器，编辑文件名为“ｃａｎ．ｄｅｆ”，将ＤＬＬ中的　

接口函数输｝ＩＪ，文件内容为：　

Ｌ［Ｅ｝ＲＡＲＹ　Ｃａｌｌ　

ＥＸＰＯＲＴＳ　

ＣＡＮ

Ｉｎｉｔ　

＿

ＣＡＮ

Ｄｅｉｎｉｔ　

＿

ＭＣＰＺ５１０专为简化连接ＣＡＮ总线的应用而开发，　

支持ＣＡＮ技术规范Ｖ２．０Ａ／Ｂ，能够发送和接收标准以　

ＣＡＮＯｐｅｎ　

．．

ＣＡＮＣｌｏｓｅ　

＿

及扩充的信息帧，具备接收滤波和信息管理的功能，并　

通过ＳＰＩ接口与ＭＣＵ进行数据传输，最高速率可达　

ＣＡＮ

Ｒｅａｄ　

—

ＣＡＮＷｒｉｔｅ　

＿

５ＭｂＰｓ。其功能结构主要由三部分组成（见图３）　］：　

（１）ＣＡＮ协议引擎，处理所有总线上的报文发送　

和接收。　

（２）控制逻辑和ＳＲＡＭ寄存器，用来为器件及其　

运行进行配置。　

（３）ＳＰＩ协议模块。　

图３　ＭＣＰ２５１０的结构图　ｊ　

３．３软件实现过程　

Ｗｉｎｄｏ，￣　Ｓ　ＣＥ．ＮＥＴ的设备驱动分为几种模型：流　

接口、ＷＩ）Ｍ、ＮＤＩＳ、ＵＳＢ。这里的ＣＡＮ控制器驱动采　

用流接口方式，表现为动态链接库，由设备管理器统　

一

加载、管理和卸载，所有流接口驱动程序都是同一　

组接口并调用同一个函数集——流接口函数。流接　

口驱动开发主要涉及３个部分：设备驱动程序、导出　

流接口函数、修改注册表¨ｍｎ］。　

（１）ＳＰＪ接口初始化。设置与ＳＰＩ功能相关的　

￥３Ｃ２４１０的４个多功能复用引脚，使ＳＰＩ接口正常收　

发。再通过ＳＰＩ接口对ＭＣＰ２５１０初始化。　

（２）初始化ＣＡＮ控制器。发复位命令一写命令　

（禁止中断）一写命令（进入配置模式）一写命令（设　

置波特率）一写命令（进入正常模式）一位修改命令　

（设置屏蔽位）。　

（３）针对ＣＡＮ总线协议和ＭＣＰ２５１０的芯片特　

性，编写ＣＡＮ收发程序。　

（４）流接口驱动程序编译后，生成ＤＬＬ文件。还　

要将接口函数导出，即建立ｄｅｆ文件，可以使用任一　

ＣＡＮ

＿

ＩＯＣｏｎｔｍｌ　

ＣＡＮ

ＰｏｗｅｒＵｐ　

＿

ＣＡＮ　ＰｏｗｅｒＤｏｗｎ　

并将此文件添加到流接口驱动程序的工程里。

触　

　

（５）为使驱动程序在系统启动时自动运行，在　

”ＨＫＥＹ

—

ＬＯＣＡＬ

＿

ＭＡＣＨＩＮＥ＼Ｄｒｉｖｅｒｓ＼Ｂｕｉｌｔｌｎ＼”添加　

自己的注册表文件，新建一个记事本文件命名为　

“

Ｃａｌ１．ｒｅｇ”

，

内容为：　

［ＨＫＥＹ—ＬＯＣＡＬ＿ＭＡＣＩｔｌＮＥ＼Ｄｒｉｖｅｒｓ＼Ｂｕｉｌｔｌｎ＼ｃａｎ］　

Ｉｎｄｅｘ　＝ｄｗｏｒｄ：１　

”Ｏｒｄｅｒ”＝ｄｗｏｒｄ：０　

“Ｐｒｅｆｉｘ　＝　ＣＡＮＨ　

ＤＩＩ　＝”Ｃａｎ．ｄＵ　

（６）在Ｐｌａｔｆｏｌ￣ｎ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　４．２中新建一个ＣＥＣ文　

件，添加一个Ｂｕｉｌｄ　Ｍｅｔｈｏｄ，任务是复制注册表到　

Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ的系统目录下面。再添加一个Ｂｉｂ　

Ｆｉｌｅ，功能是把编译的ｃａｎ．ｄＵ文件添加到Ｗｉｎｄｏｗｓ　

ＣＥ．ＮＥＴ内核中去，保存写好的ＣＥＣ文件。在Ｐｌａｔ—　

ｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ　４．２中，打开“Ｆｉｌｅ”菜单，添加ＣＥＣ特征　

到系统选项中。生成系统时，添加自己的ＣＥＣ特性，　

包含编写好的ＣＡＮ驱动程序。　

综上，内核定制及驱动开发的完整流程如图４　

所示　。　

臣匦巫豳　

［墅耍田　

刨建ＯＳ镜像文件　

导出ＳＤＫ　

图４平台创建流程　

（下转第１１页）　

２０１０年第３期　李长春等：基于多通道分类合成的ＳＡＲ图像分类研究　¨　

（上接第３页）　

４　结束语　

Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ内核定制以及驱动开发是进　

架构［Ｊ］．计算机与现代化，２００４（１１）：ｌ１９—１２０．　

［６］　刘宇．嵌入式系统Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ的系统分析［Ｊ］．微　

型机与应用，２００５（２）：ｌＯ—ｌ２．　

行后续应用程序开发的基础，内核定制与驱动开发优　

［７］Ｌｉ　Ｙｉｎｇｌｉｎ，Ｙａｎｇ　Ｌｉａｎｈｅ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｕ￣ｍａｆｉｃ　ｓｐｒｅａｄｅｒ　

ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　

ａｎｄ　Ｉｆｎｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００８（１）：７２－７８．　

越与否，对嵌入式系统的整体性能起到决定作用。本　

文介绍了Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ的系统结构和相关的开　

发工具，并以硬件平台￥３Ｃ２４１０为例，对操作系统内　

核定制及驱动开发过程分析论述，最终成功定制并运　

行，为后续进一步的研究奠定基础。　

参考文献：　

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与实现［Ｊ］．计算机工程与设计，２００９，３０（７）：　

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［Ｄ］．厦门：厦门大学硕士学位论义，２００６．　

［５］　丁亚军，万静华，汤清明．Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ操作系统的