基于Windows CE的嵌入式应用程序在音频高血压治疗系统中的开发研究

　　1 前言

　　本研究所开发的临床用音频高血压治疗系统由基于 PC 机的控制台和数个治疗终端组成, 需要解决以下几个问题。

　　(1)PC 机与设备的连接, 实现音乐文件的传输和控制信号的传递。

　　(2)建立交叉编译环境。

　　(3)编写程序解码, 并播放 MP3 文件。

　　近年来, 各种嵌入式产品如雨后春笋般应用于各个领域, 小到便携式媒体播放器、手机、数码相机等个人电子消费品, 大到智能家电、车用导航仪、工业机器人等, 形成了一个充满发展潜力的巨大产业, 并正在逐渐成为软件业的主流方向。嵌入式系统随着硬件的不断发展和需求的提高, 其操作系统有良好的实时性和模块特性, 应用广泛, 发展迅速。为此, 我们采用了基于 Windows CE的解决方案, 包括音乐文件传输和解码应用程序, 以适应治疗系统的功能需求。

　　嵌入式系统应用软件的开发属于跨平台开发, 需要一个交叉开发环境。我们采用的硬件设备由两部分组成, 一部分是开发应用程序的 X86 体系的计算机( 宿主机), 操作系统采用Windows XP; 另一部分采用 ARM处理器的嵌入式设备( 目标机), 操作系统是 Windows CE。运行于宿主机上的交叉开发软件包含交叉编译器, 其编译出的代码在 ARM体系结构的目标机上运行, 即交叉编译。

　　本文首先对各种嵌入式操作系统的特点进行分析比较, 然后分两个部分介绍基于ARM 内核的实验装置在 Windows CE.NET 的环境下建立的平台和应用程序。

　　2 常见嵌入式操作系统

　　嵌入式操作系统 EOS(embedded operatingsystem) 是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件。它是嵌入式系统(包括硬件系统和软件系统)极为重要的组成部分, 通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面和标准化浏览器等。

　　常见的嵌入式系统有以下几种, Linux: 跨平台、裁剪性好、性能稳定、开放源代码、内核小、效率高、免费、无线连接、开发速度快、支援软件有限; EPOC: 来自欧洲的操作系统, 由三大移动电话厂商诺基亚、索尼爱立信、摩托罗拉共同开发, 市场潜力很大; Palm OS: 3Corn 公司的一种 32 位的嵌入式操作系统, 提供了串行通信接口和红外线传输接口, 可以方便地与其他外部设备通信、传输数据, 具有众多支持软件、开放系统, 简单实用; VxWorks: 美国Wind River 公司于 1983 年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS), 具有良好的可靠性和卓越的实时性, 在工业控制领域有广泛的应用。

　　本项目采用的 Microsoft Windows CE 是一个 32 位、紧凑、高效和可扩展的操作系统, 适用于各种嵌入式系统和产品。它拥有多线程、多任务、确定性的实时、完全抢占式优先级的操作系统环境, 专门面向只有有限资源的硬件系统。同时, 它的模块化设计方式使得系统开发人员和应用开发人员能够为多种多样的产品来定制它, 可以选择、组合和配置 Windows CE 的模块和组件来创建用户版的操作系统,例如客户电子设备、专用工业控制器及嵌入式通信设备等。Windows CE 直接支持多种硬件外围设备, 如键盘、鼠标、触摸面板、串行口、以太网卡、调制解调器、USB 等。