介紹 Microsoft Windows CE

　　Microsoft Windows CE的快速反應(yīng)的嵌入式應(yīng)用常常被用來管理嚴(yán)格的時間反應(yīng)。例如，制造過程控制，高速的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，電訊交換設(shè)備，醫(yī)用設(shè)備，空中“有線”控制，武器發(fā)射裝備，空間航行和導(dǎo)航，實驗室，實驗控制，汽車發(fā)動機(jī)控制，機(jī)器人系統(tǒng)。

　　為保證這種功能，就意味著不僅需要計算性，還有結(jié)果的時間性，此種應(yīng)用必須在指定的時間參數(shù)內(nèi)做出反應(yīng)。

　　實時系統(tǒng)的廣義定義是“對任何外部刺激，計算機(jī)做出及時反應(yīng)是至關(guān)重要的系統(tǒng)”，標(biāo)準(zhǔn)定義在Internet newsgroup corp realtime group中 。實時定義為：一個實時系統(tǒng)它的計算正確性，不僅依靠于計算邏輯上的正確，還包括及時的產(chǎn)生結(jié)果。如果沒有達(dá)到系統(tǒng)時間限制條件，系統(tǒng)也是失效的。

　　搞清楚實時系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)（RTOS）的區(qū)別至關(guān)重要。實時系統(tǒng)（Real-time operating system,RTOS）的正確性不僅依賴系統(tǒng)計算的邏輯結(jié)果，還依賴于產(chǎn)生這個結(jié)果的時間。實時系統(tǒng)能夠在指定或者確定的時間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和外部或內(nèi)部、同步或異步時間做出響應(yīng)的系統(tǒng)。因此實時系統(tǒng)應(yīng)該在事先定義的時間范圍內(nèi)識別和處理離散事件的能力；系統(tǒng)能夠處理和儲存控制系統(tǒng)所需要的大量數(shù)據(jù)。而實時操作系統(tǒng)（RTOS）是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)作出快速響應(yīng)，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致運(yùn)行的操作系統(tǒng)。因而，提供及時響應(yīng)和高可靠性是其主要特點(diǎn)。實時操作系統(tǒng)有硬實時和軟實時之分，硬實時要求在規(guī)定的時間內(nèi)必須完成操作，這是在操作系統(tǒng)設(shè)計時保證的；軟實時則只要按照任務(wù)的優(yōu)先級，盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統(tǒng)在經(jīng)過一定改變之后就可以變成實時操作系統(tǒng)。實時系統(tǒng)代表所有系統(tǒng)組成設(shè)備——硬件，操作系統(tǒng)和應(yīng)用——它需要達(dá)到系統(tǒng)的要求，實時操作系統(tǒng)（RTOS）只是整個實時系統(tǒng)的一個組成部分，它必須提供足夠的功能以確保整個實時系統(tǒng)達(dá)到要求。

　　同樣，搞清快速操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)之間區(qū)別，也很重要，對于一個RTOS雖然達(dá)到全面要求十分有用，但并不是它自己達(dá)到這種要求。Internet neusgronp cornp.realtime列舉了作為一個實時操作系統(tǒng)，必須達(dá)到以下要求：OS（操作系統(tǒng)）必須是多線程和優(yōu)先級之分，且必須支持線程優(yōu)先級；必須存在一個優(yōu)先級繼承的系統(tǒng)；OS必須支持可預(yù)測的線程，同步發(fā)送機(jī)理；

　　另外，OS的行為必須是可預(yù)測的，這意味實時系統(tǒng)的開發(fā)者必須對系統(tǒng)中斷級，系統(tǒng)調(diào)用和分時了如指掌：

　　必須知道OS和設(shè)備驅(qū)動器的中數(shù)據(jù)匹配時間。

　　設(shè)備驅(qū)動器用來處理一個中斷時間和關(guān)于這些驅(qū)動器的中斷申請信息必須清楚。

　　中斷響應(yīng)（從中斷到運(yùn)行時間），必須可預(yù)測并滿足功能要求。

　　每次系統(tǒng)調(diào)用時間必須可以預(yù)測，并且獨(dú)立于系統(tǒng)的對象數(shù)目。本篇論文論述了微軟Windows CE 操作系統(tǒng)是如何達(dá)到一個實時系統(tǒng)的要求，更有意義的是，Windows CE 保證一個時間的上限，它在收到中斷后開始一個實時的優(yōu)先級線程。本論文論述了對特定參考平臺的中數(shù)據(jù)響應(yīng)時間，參考為有 Hinathi SH3 的微處理器的 “Odo” 平臺。

　　Microsoft Windows CE 概論

　　Windows CE作業(yè)系統(tǒng)是Windows家族中的成員，專門設(shè)計給掌上型電腦（HPCs）所使用的電腦環(huán)境。這樣的作業(yè)系統(tǒng)可使完整的可攜式技術(shù)與現(xiàn)有的Windows桌面技術(shù)整合工作。 Windows CE 被設(shè)計成針對小型設(shè)備（它是典型的擁有有限內(nèi)存的無磁盤系統(tǒng)）的通用操作系統(tǒng)，Windows CE 可以通過設(shè)計一層位于內(nèi)核和硬件之間代碼來用設(shè)定硬件平臺，這即是眾所周知的硬件抽象層（HAL）（在以前解釋時，這被稱為 OEMC （原始設(shè)備制造）適應(yīng)層，即 OAL； 內(nèi)核壓縮層，即 KAL。 以免與微軟的 Windows NT 操作系統(tǒng) HAL 混淆）。

　　不象其它的微軟 Windows 操作系統(tǒng)，Windows CE 并不是代表一個標(biāo)準(zhǔn)的相同的對所有平臺適用的軟件。為了足夠靈活以達(dá)到適應(yīng)廣泛產(chǎn)品需求， Windows CE 采用標(biāo)準(zhǔn)模式，這就意味著，它能夠由一系列軟件模式做出選擇，從而使產(chǎn)品定制。另外，一些可利用模式也可作為其組成部分，這意味著這些模式能夠通過從一套可利用的組份做出選擇，從而成為標(biāo)準(zhǔn)模式，通過選擇，能夠達(dá)到系統(tǒng)要求的模式， OEM 能夠減少存儲腳本和操作系統(tǒng)的運(yùn)行。 　　Windows CE中的C代表袖珍（Compact）、消費(fèi)（Consumer）、通信能力（Connectivity）和伴侶（Companion）；E代表電子產(chǎn)品（Electronics）。與Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代碼全部由微軟自行開發(fā)的嵌入式新型操作系統(tǒng)，其操作界面雖來源于Windows 95/98，但Windows CE是基于WIN32 API重新開發(fā)、新型的信息設(shè)備的平臺。Windows CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于Win32應(yīng)用程序接口和與處理器無關(guān)等特點(diǎn)。Windows CE不僅繼承了傳統(tǒng)的Windows圖形界面，并且在Windows CE平臺上可以使用Windows 95/98上的編程工具（如Visual Basic、Visual C++等）、使用同樣的函數(shù)、使用同樣的界面風(fēng)格，使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡單的修改和移植就可以在Windows CE平臺上繼續(xù)使用。Windows CE并非是專為單一裝置設(shè)計的，所以微軟為旗下采用Windows CE作業(yè)系統(tǒng)的產(chǎn)品大致分為三條產(chǎn)品線，Pocket PC（掌上電腦）、Handheld PC（手持設(shè)備）及Auto PC。

　　Windows CE 關(guān)于 VC 5.0 開發(fā)系統(tǒng)嵌入式工具包，提供系統(tǒng)庫、工具、文本和樣本代碼，以使 OEMS 能夠?qū)μ囟ǖ挠布脚_使 Windows CE 標(biāo)準(zhǔn)定制。嵌入式工具包也包括設(shè)備驅(qū)動包（DDK）和軟件開發(fā)包（SDK） ，DDK 提供了關(guān)于寫驅(qū)動器的附加文本，SDK 提供庫、頭文件、樣本代碼、文本以允許，開發(fā)者對基于 Windows CE 的平臺進(jìn)行寫操作。 Windows CE 提供了相同的程序界面，以用來為其它的視窗操作系統(tǒng)開發(fā)功能，例如，Windows CE 版本 1.01支持大約1000個微軟的Win 32 API 函數(shù)的其中500個。這就意味著大量不同類的工具，第三方書籍，關(guān)于 Win 32 開發(fā)者訓(xùn)練教程，可以替代或為 Windows CE 系統(tǒng)的開發(fā)者所用。

　　實時系統(tǒng)的開發(fā)者能夠使用，關(guān)于VDFF 5.0 的嵌入式工具包，以把操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到特定的平臺，并為這個平臺開發(fā)附加設(shè)備驅(qū)動器和實時功能。

　　線程和線程優(yōu)先權(quán)級

　　Windows CE 是有優(yōu)先級的多任務(wù)操作系統(tǒng)，它允許多重功能、進(jìn)程，在相同時間系統(tǒng)中運(yùn)行 Windows CE 支持的 32 位同步進(jìn)程。一個進(jìn)程包括一個或多個線程，每個線程代表進(jìn)程的一個獨(dú)立部分，一個線程被指定為進(jìn)程的基本線程，進(jìn)程也能創(chuàng)造一個未定數(shù)目的額外線程，額外線程實際數(shù)目，僅由可利用的系統(tǒng)資源限定。

　　Windows CE 利用基于優(yōu)先級的時間片演算法以安排線程的執(zhí)行，Windows CE 支持八個不同的優(yōu)先級，由0到7，0代表，它在頭文件 Winbasw.h中定義。

優(yōu)先級	描述
0	關(guān)鍵進(jìn)程所使用的優(yōu)先級，是別，相當(dāng)于Windows里的Ring0
1	?線程優(yōu)先級，比0級優(yōu)先級低
2	高于通常的線程優(yōu)先級，常為較底層的進(jìn)程所使用
3	通常線程優(yōu)先級，比較基礎(chǔ)
4	低于常規(guī)線程優(yōu)先級，有時候會被后臺線程用到
5	?線程優(yōu)先級
6	高于IDLE的線程優(yōu)先級
7	級別的線程優(yōu)先級

　　級別0和1通常做為實時過程和設(shè)備驅(qū)動器，級別2-4做為線程和通常功能，級別5-7做為是低于其它功能級別，注意級別6是目前狀態(tài)并有穩(wěn)定聯(lián)接。

　　優(yōu)先權(quán)的取決于線程優(yōu)先級，擁有優(yōu)先權(quán)的線程安排優(yōu)先運(yùn)行，同一優(yōu)先級的線程，以循環(huán)優(yōu)先先級方式運(yùn)行，即每個線程接受定制的時間或時間片，定量時間默認(rèn)值為25毫秒 （Windows CE 2.0 支持在 MIPS 平臺更改定量時間）。較低優(yōu)先權(quán)的線程，要直到較線程完成之后再運(yùn)行，也即直到他們或者放棄或停止。一個重要的例外是優(yōu)先級的線程（級別0，關(guān)鍵時間優(yōu)先級）不與其它的線程共享時間片，這些線程連續(xù)執(zhí)行直到他們完成。不象其它的微軟窗操作系統(tǒng)，Windows CE 是固定不能改變，它不匹配基于這引進(jìn)優(yōu)先級的中斷，他們能夠暫時改動，但僅能通過 Windows CE 內(nèi)核以避免所謂的的“優(yōu)先權(quán)倒置”。

　　優(yōu)先權(quán)倒置指的是當(dāng)它們同時競爭同一資源時，低優(yōu)先級的線程，阻礙了高優(yōu)先權(quán)線程對資源的利用。為了改正這種局面并解放較高優(yōu)先權(quán)的線程，Windows CE 允許低級優(yōu)先權(quán)繼承，嚴(yán)格的線程優(yōu)先權(quán)，并且運(yùn)行較高優(yōu)先級直到它釋放所用資源。

　　例如，如果一個線程在優(yōu)先權(quán)運(yùn)行試圖蕕取由低級優(yōu)先權(quán)占有的互斥體，低級優(yōu)先權(quán)的線程變成優(yōu)先權(quán)，并且運(yùn)行直到它釋放互斥體。優(yōu)先權(quán)倒置適用于系統(tǒng)的所有線程。例如，甚至在優(yōu)先級別1運(yùn)行的內(nèi)核線程能轉(zhuǎn)成級別0，如果優(yōu)先級0線程運(yùn)行內(nèi)存分頁代碼，將引起塊失誤。

　　基于優(yōu)先級的多任務(wù)設(shè)計，保證運(yùn)行在級的線程在一個預(yù)所知時間段執(zhí)行。本論文在后面討論設(shè)定響應(yīng)，對于指定的平臺和公式，并由其它的平臺獲取數(shù)字。在 DAK 和 SDK 的工具，顯示了線程狀態(tài)和優(yōu)先級別，并描繪指定實時系統(tǒng)操作輪廓。

　　線程同步

　　實時系統(tǒng)必須保證進(jìn)程和線程同步，例如，如果實時應(yīng)用的一部分在另一部分獲得多當(dāng)前數(shù)據(jù)前即完成，此應(yīng)用的管理進(jìn)程可能不穩(wěn)定，同步將確保在應(yīng)用線程間交換正確。

　　如同其它的 Windows 操作系統(tǒng)一樣，Windows CE 為線程同步提供了一個豐富的“等待對象”，這包括關(guān)鍵部門、事件、互斥體，些等待對象，允許一個線程減緩它的運(yùn)行并且等待直到指定事件發(fā)生。

　　Windows CE 將互斥體、關(guān)鍵部分、事件請求按“先入先出，優(yōu)先級（FIFO）”順序排列：不同的先入先出順序序列定義成八個不同的優(yōu)先級，在給定的優(yōu)稱級的線程請求，將被放在優(yōu)先級列表末尾，當(dāng)優(yōu)先級倒置出現(xiàn)時，調(diào)度程序調(diào)整這些序列。

　　除了等待對象，Windows CE 支持標(biāo)準(zhǔn)的 Win 32 時間 API 函數(shù)，這些來自內(nèi)核的應(yīng)用，軟件中斷將獲得時間間隔，它被用來管理實時應(yīng)用。通過調(diào)用 GetTickCont 函數(shù)，它能夠返回幾毫秒，線程能夠使用系統(tǒng)間隔時間。關(guān)于更詳細(xì)的分時信息，Windows CE 內(nèi)核也支持Win 32 API 函數(shù)QueryPerformanreCounter 和 QueryPerFormanteFrequency 。OEM 必須為這些調(diào)用提供硬件和軟件支持，它提供一個較高的時間分辨力和 OAL 界面其它方面。

　　其它方面考慮

　　Windows CE 提供了一個重要的存儲系統(tǒng)，例如，當(dāng)目前某些運(yùn)行 Windows CE 的平臺提供 4MB 的物理內(nèi)存，Windows CE 支持一個重要的 2GB 的地址空間，每個進(jìn)程聯(lián)接在它自己的32MB 物理空間上，當(dāng)它需要產(chǎn)生內(nèi)存分頁中斷（這可能影響線程執(zhí)行時間），物理內(nèi)存進(jìn)行線程代碼或數(shù)據(jù)內(nèi)存分頁。

　　內(nèi)存分頁輸入輸出，將比實時進(jìn)程優(yōu)先級低。在實時進(jìn)程中內(nèi)存分頁仍可自由出現(xiàn)，但這要確保后臺的實際內(nèi)存管理贏得實時系統(tǒng)優(yōu)先權(quán)。

　　實時線程應(yīng)該鎖存在內(nèi)存中，以防止這些無關(guān)緊要的內(nèi)存分頁阻礙其運(yùn)行，它們可能會占用實際內(nèi)存管理系統(tǒng)。

　　Windows CE 允許映射，這將陰止多個進(jìn)程共享同一物理內(nèi)存，結(jié)果將會導(dǎo)致協(xié)同進(jìn)程間或驅(qū)動器與映射快速的數(shù)據(jù)傳送，內(nèi)存映射能夠戲劇性的增強(qiáng)實時操作。

　　中斷處理： IRQS ISRS 和 ISTS

　　實時應(yīng)用被設(shè)立在指定的時間間隔內(nèi)，對外部事件做出反應(yīng)，實時應(yīng)用使用中斷做為一種確保外部事件由操作系統(tǒng)獲知的方式。在 Windows 中，內(nèi)核和 OEM 適應(yīng)層 （OAL）被設(shè)定成使系統(tǒng)其它部分的中斷和調(diào)度化。Windows CE 平衡操作，并通過把中斷過程分成兩部分而使執(zhí)行更加容易：它分為中斷服務(wù)程序（ISR）和中斷服務(wù)線程（IST）兩部分。

　　每條硬件中斷申請線（IRQ），與一個ISR相連。當(dāng)中斷成立和中斷出現(xiàn)時，內(nèi)核為此調(diào)用寄存的 ISR， ISR 為中斷處理的內(nèi)核模式部分盡可能短的保存。它首先將內(nèi)核放在適合的 IST 上。

　　ISR 執(zhí)行它的處理并返回一個 ID 號到內(nèi)核，內(nèi)核檢查返回的中斷 ID 號，并設(shè)置相關(guān)事件，中斷服務(wù)線程等待事件。當(dāng)內(nèi)核設(shè)置事件時，IST 停止等待并開始執(zhí)行，附加的中斷進(jìn)程，中斷處理大部分實際上出現(xiàn)在 IST 中，兩個的線程優(yōu)先權(quán) （級別0和1），通常指定為 ISTS，保證這些線程運(yùn)行得足夠快。

　　正如前面所說，處在的 ISTS 不能被其它的線程占用，這些線程持續(xù)執(zhí)行直到它們截止或放棄。

　　Windows CE 不能支持群體中斷，這就意味著當(dāng)以前一個中斷處理中，另一個不同接受服務(wù)，也就是當(dāng)內(nèi)核位于 ISR 時如果中斷出現(xiàn)，在為新的 IRQ 開始 ISR 前它將一直執(zhí)行直到ISR 結(jié)束，這將引起硬件中斷和 ISR 開始之間的延遲，拖延和響應(yīng)時間中斷響應(yīng)。

　　中斷響應(yīng)

　　本論文中，Intervupt Latency 詞組主要指的是較件中斷，處理響應(yīng)，也即是從處部中斷到達(dá)處理器到中斷開始處理間的時間。

　　Windows CE 中斷響應(yīng)時間是針對鎖存在內(nèi)存上的線程 （當(dāng)內(nèi)存響應(yīng)不存在時）。這使得計算差事件響應(yīng)成為可能——中斷服務(wù)程序（ISR） 開始和中斷服務(wù)線程（IST）開始D的總時間，直到中斷處理的總時間能夠通ISR 和 IST 中所需時間計算決定。

　　ISR 響應(yīng)通用公式定義如下：

　　ISR開始時間 = value1 dISR_Current sum（dISR_Higher）

　　value1=由內(nèi)核處理過程獲得響應(yīng)值

　　dISR_Current=中斷到達(dá)時程序中 ISR 持續(xù)時間。這個值范圍由0到系統(tǒng)中長的 ISR 持續(xù)時間

　　sum（dISR_Higher）=所有在 ISR 開始前的較ISRS 持續(xù)時間總和，即在時間 vahe1 dISR-cumeneu間到達(dá)的中斷

　　例如，考慮一個擁有關(guān)鍵優(yōu)先權(quán) ISR 的嵌入式系統(tǒng)，因為 ISR 被設(shè)成，這有樣 ISRS dISR-Higher 值為0。當(dāng)沒有其它 ISRS 響應(yīng)，在程序中，即為value1 響應(yīng)即為value1加系統(tǒng)中長 ISR 周期，當(dāng)中斷到達(dá)時，正是系統(tǒng)中長的 ISR 開始執(zhí)行。

　　IST 響應(yīng)周期定義如下：

　　IST開始時間 = value2 sum（dIST） sum（dISR）

　　value2=由內(nèi)核處理的響應(yīng)值

　　sum（dIST）=所有的出現(xiàn)在 ISR 和 IST ，開始的優(yōu)先級 ISTS 和線程上下文轉(zhuǎn)換時間總和。

　　sum（dISR）=在中斷（？） ISR 和它的 IST 之間運(yùn)行的其它 ISRS 持續(xù)時間總和。

　　簡單的例子——具有一個關(guān)鍵級 ISR 和一個關(guān)鍵級線程（無其它0優(yōu)先級的線程）的嵌入式系統(tǒng)——沒有其它的 ISTS 能夠在ISR 和 IST 之間中斷，然而在關(guān)鍵級的 ISR 和它相關(guān)的 IST 開始間其它的 ISRS 能被處理。

　　因為 ISRS 一旦能夠獲得，即可被處理，很容易想象成病態(tài)情況，涉及產(chǎn)生一個持續(xù)的 ISRS 流，從而產(chǎn)生不確定的推遲。 IST 的開始不可能出現(xiàn)，因為 OEM對系統(tǒng)中的中斷完成控制。因為 OEM （原始設(shè)備制造商）為特定操作系統(tǒng)設(shè)計傳統(tǒng) Windows CE 版本。 OCM 利用目標(biāo)操作環(huán)境限制使系統(tǒng)設(shè)計化。

　　為減少響應(yīng)時間，OEM 控制 ISR 和IST 處理時間中斷優(yōu)先級線程優(yōu)先級。公式中的 value1 和 walue2 代表，Windows CE 內(nèi)核中處理時間，這是 OEM 不能控制的目前的在分時，研究工作涉及這些確認(rèn)值。

　　確保Windows CE的實時操作

　　兩種不同途徑被用來確保Windows CE操作：

　　由Windows CE開發(fā)組進(jìn)行內(nèi)部的檢查或分析內(nèi)核代碼，

　　OEM和ISV（獨(dú)立軟件銷售商）利用一些將在未來的Windows CE版本嵌入式工具包（for VCFT）提供工具來確保特定配置。

　　Windows CE關(guān)于VC 的嵌入工具包包括以下工具：

　?。ㄒ粋€對于分時研究的內(nèi)核的工具版本和Intrtinrt.ext應(yīng)用軟件來觀察，中斷過程的、、平均時間。

　　微軟也能開發(fā)其它的針對顧客需要的分時工具。

　　Windows CE開發(fā)組，已經(jīng)檢查了內(nèi)核代碼以證實它能由差的情況時間表征，它是獨(dú)立于系統(tǒng)對象數(shù)目的。

　　為了利用這個檢查，內(nèi)核被表征成一套KCALLS或系統(tǒng)調(diào)用，在內(nèi)核關(guān)閉優(yōu)先權(quán)是它們是內(nèi)核程序，并且不允許其它的線程運(yùn)行，差事件時間，此時，實時進(jìn)程、標(biāo)止運(yùn)行，它能在內(nèi)核中表征成差事件KCALL時間（注意：這些時間不影響ISRS，只影響線程，例如ISTS）。

　　開發(fā)組通過檢查發(fā)現(xiàn)這沒有非持久的循環(huán)在KCALLS，這意味著：并所有的KCALLS能夠表示成單向分支，代碼路徑，并確保通過KCALL并獨(dú)立于輸入?yún)?shù)發(fā)現(xiàn)差事件時間成為可能。

　　查找實際的差事件時間包括使用In strum ented kemal，這僅是一個內(nèi)核版本，它在設(shè)定應(yīng)用環(huán)境后編輯使用，KCALL_PROFICE=1，以保證額外的分時功能，這個instrumented kemel 與debug kemel不同，Instrument ted是為一個零售的內(nèi)核使用，它用來獲得分時值，這常對于裝運(yùn)產(chǎn)品常常諱之莫深，在retail kernal和instrumented kernel區(qū)別是它的裝備。

　　Instrumentted kernel記錄所有的KCALL時間，這些值，包括、和平均時間，并能夠通過調(diào)用專用的API函數(shù)Dum Pk call profile打印到調(diào)試接口，Instrumented kernel通常運(yùn)行在強(qiáng)狀態(tài)下，然后調(diào)用Dumpkcall prefile來獲得時間。

　　中斷測試應(yīng)用軟件Intrtime.exe，在Windows CE標(biāo)準(zhǔn)版本收集中斷分時延遲信息，應(yīng)用軟件在測試中控制系統(tǒng)時間。因此，當(dāng)系統(tǒng)需要時間控制器時，是不合適使用的。例如，此應(yīng)用程序不能與內(nèi)核instrumented版本一起使用，因為它也需要時間控制。

　　在Windows CE 2版（Beta版）測試響應(yīng)

　　Intertime應(yīng)用軟件在odoSH3參考平臺上運(yùn)行1000次中斷測試，內(nèi)部運(yùn)行58.98Mhz，外部為14.745Mhz外部頻率，這個測試在一個標(biāo)準(zhǔn)的H/PC配置，它包括Windows CE所有模式和組合。僅有主操作系統(tǒng)進(jìn)程進(jìn)行（NK.exe, Filesys.exe, Gwes.exe, Device. EXE, Shell.EXE和Explover.EXE），在測試中無用戶初始中斷（觸摸屏、鍵盤或其它應(yīng)用），應(yīng)用軟件可下面的ISR和IST開始、和時間：

　　響應(yīng) 、值（1000次測試）

　　ISR開始 1.3-7.5微秒

　　IST開始 93-275微秒

　　大多數(shù)測試結(jié)果，分布在值數(shù)值附近，當(dāng)測試ISR開始時間時，值1.3和1.6微秒，出現(xiàn)了293和549次，共占測試的84%，類似的超過90%的（1000次中923）start-of-IST測試出響應(yīng)為102微秒或少一些。

　　Intertime應(yīng)用軟件也使用一個用戶指定數(shù)目的系統(tǒng)對象來測試ISR和IST開始時間。雖然工作十分初級，但它驗證了ISR開始時間與系統(tǒng)對象數(shù)目無關(guān)，測試設(shè)為1000次（除了特別更改）并且線程優(yōu)先權(quán)為5或7。

　　ISR開始值 后臺線程、數(shù)目（每個線程一個事件） 優(yōu)先級

　　8.4 0 7

　　8.6 5（注：僅100次） 7

　　9.0 10（注：僅100次） 5

　　14.8 10 5

　　19.2 10 5

　　17.0 10 7

　　12.8 20 5

　　11.0 20（注：僅100次） 7

　　10.0 50 7

　　15.0 100 5

　　15.6 100 7

　　這數(shù)值不是系統(tǒng)對象數(shù)目的函數(shù)，不同的值可能由于中斷出現(xiàn)時內(nèi)核狀態(tài)，開發(fā)組目前正在研究以鑒定ISR開始差時間值。

　　由這些結(jié)果向回推，假定ISR開始值代表情況。此時，dISR_Current和Sum（dISR_Htgbor）為0，的value 1=ISR開始值=1.3微秒，類似的設(shè)定情況時，Sum（dIST）和Sum（dISR）為0，Value值=.IST開始值=93微秒，單從測驗結(jié)果看，它是不能確定，valume 1或value 2值。

　　附加的分時信息能夠由instrumented kernel 收集，對于一個差情況在IST開始前花費(fèi)時間valume2，能由下列公式計算：

　　Value2=dkCall dNextThread

　　dKcall=.內(nèi)核調(diào)用時間；當(dāng)消除優(yōu)先級時，花費(fèi)在內(nèi)核的一部分時間量。

　　DNextThread=Next.Thread內(nèi)核調(diào)用時期?；ㄙM(fèi)在IST中時間量。

　　實際上，在0級別線程調(diào)度要比Next Thread調(diào)用快，但此公式能估計出上限。

　　下面表格顯示了用instrumented Kernel進(jìn)行初步測試時差事件結(jié)果，這些測試條件與Intrtime測試相同。

　　內(nèi)核調(diào)用模型 值（ad-hoc.testing）

　　時間值（所用內(nèi)核調(diào)用） 266微秒（Learecrite）

　　Next Thread 237微秒

　　總值 503微秒

　　Instrumented kernel顯示這些條件下value 2上限為500微秒。這個值為兩個差事件總時間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了由Intritime應(yīng)用程序得到的結(jié)果，也大于實際差事件時間。例如：通過Nextthread調(diào)度一個優(yōu)先級為0的線程，不會導(dǎo)致差事件，這意味著500微秒是一個高于實際的差事件值的保守值。

　　Intertime Utility對于從總體上觀察差事件值十分有用，Instrumentted Kemel對于獲得可能差事件的值，通過內(nèi)核描繪出所有響應(yīng)原因——一個IST在這些事件運(yùn)行，但在內(nèi)核非優(yōu)先部分運(yùn)行執(zhí)行時，將受阻礙，系統(tǒng)的差事件響應(yīng)可由每一部分的差事件總和計算。

　　注意本論文中所有測試結(jié)果均基于內(nèi)部Windows CE的beta版，目前存在的操作系統(tǒng)和應(yīng)用將繼續(xù)得到修正，并且進(jìn)行附加測試以獲得在不同操作條件下系統(tǒng)操作，這些數(shù)值將繼續(xù)被更新并出版，以反思目前的操作系統(tǒng)版本。

　　Windows CE的主要特色

　　增進(jìn)工作的產(chǎn)能和效率通訊錄，日歷行程，工作管理，時鐘，計算機(jī)，Windows檔案總管可攜式應(yīng)用軟體--Microsoft Pocket Excel與Microsoft Pocket Word控制臺--管理控制Windows CE與辦公室PC的連結(jié)--在您的桌上型與可攜式的辦公室間轉(zhuǎn)移資料與他人通訊--可透過電子郵件及紅外線無線電通訊，與其他手?jǐn)y式設(shè)備交換資料利用可攜式Internet Explorer遨游網(wǎng)絡(luò)想要并使你的HPC達(dá)到的功用。

　　Windows CE的使用從隨時隨地的使用電腦及口袋中藏著PC，到智慧型家電用品及豐富的多媒體家庭劇院，Microsoft Windows CE為工作、家庭及其間的任何一點(diǎn)開啟了動態(tài)的、嶄新的開發(fā)遠(yuǎn)景。這個模組化、可自訂的作業(yè)系統(tǒng)將Windows平臺延伸到桌面之外，到達(dá)更小、更機(jī)動性、更特別的裝置之上，然而它的Windows血統(tǒng)則確保了它的相容性，并且支援了更廣泛的開發(fā)基礎(chǔ)?！窶ICROSOFT WINDOWS CE」揭露了革命性的系統(tǒng)架構(gòu)，可以讓身為開發(fā)者或科技的您，擴(kuò)展消費(fèi)者及工業(yè)電子上的新市場，其中包括了：

　　手握式PC手掌式PC車用電腦網(wǎng)絡(luò)電視網(wǎng)絡(luò)電話DVD及多媒體裝置未公開及未發(fā)現(xiàn)的秘密！您也將會發(fā)現(xiàn)觀念性的架構(gòu)來幫助您來了解您的設(shè)計選擇，并看到真實世界的范例，為您展現(xiàn)此一卓越作業(yè)系統(tǒng)的彈性及潛力。

　　在WinCE中創(chuàng)建自己的快捷方式

　　快捷方式或稱（。lnk）文件是可以提供到其他文件鏈接的很小的文件，你可以使用。lnk文件指向位于Windows文件夾中的文件。

　　如果你不使用。lnk文件，你只能通過文件系統(tǒng)文件（。dat）在ROM之外制作Windows文件夾下的文件的完全復(fù)本。

　　以下步驟列出了如何創(chuàng)建一個桌面快捷方式。當(dāng)你創(chuàng)建了這個文件以后，你需要把它加入到運(yùn)行時的image里，在大多數(shù)情況下，你需要把這個文件復(fù)制到Windows系統(tǒng)以外的地方。

　　創(chuàng)建一個桌面快捷方式的方法如下：

　　1、從Platform Builder中的File菜單選擇New Project or File

　　2、在New Project or File對話框中選擇Files標(biāo)簽

　　3、選擇Text File類型

　　4、在File name文本框中，輸入<File Name>.lnk，其中<File Name>可根據(jù)需要輸入，下同。這樣，一個新文件就被創(chuàng)建并打開了

　　5、在<File Name>.lnk中，輸入鏈接命令

　　.lnk文件是一個包含了命令行和被鏈接目標(biāo)的文本文件，它有一個命令行長度部分和一個命令行。你也可以通過參數(shù)傳遞給被鏈接的目標(biāo)，這是可選的。然而，如果快捷方式模塊在Coredll中被替換了，那么這個行為也可能會被改變。

　　作為默認(rèn)的，一個。lnk文件使用如下的格式。

　　[后面命令行和參數(shù)的ASCII字符串的長度]#[命令行[參數(shù)]]

　　舉個例子，要能過兩個參數(shù)運(yùn)行你的MyApp.exe程序，一個MyApp.lnk文件內(nèi)可包含這個語句：

　　40#\Windows\MyApp.exe parameter1 parameter2

　　6、從File菜單中選擇Save As

　　7、把這個文件保存在BSP的OAK部分以便于編譯進(jìn)操作系統(tǒng)image中。使用Save As對話框?qū)Ш降?_WINCEROOT%\public\<Platform Name>\<Windows CE Version>\<BSP Name>\OAK\Files并且選擇Save

　　你已經(jīng)創(chuàng)建了快捷方式文件，你現(xiàn)在可以通過編輯Project.bib把它加入到OS中，或者添加到你的平臺組件樹中。如果是前者，只需打開Project.bib文件并且在FILES段中加入如下一行代碼：

　　MyApp.LNK $（_FLATREL

　　EASEDIR）\MyApp.LNK NK S

　　在這個例子中，MyApp.LNK被放入NK的內(nèi)存塊中，可選的參數(shù)S把它定義成系統(tǒng)文件屬性。

　　總結(jié)

　　本文介紹微軟Windows CE內(nèi)核設(shè)計以達(dá)到RTOS要求，以使Windows CE用在許多不同類型的嵌入式和實時系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)；Windows CE擁有多線程和優(yōu)先級，而且支持個人線程優(yōu)先級；Windows CE支持優(yōu)先權(quán)繼承程序，以便調(diào)整優(yōu)銜級別以修改優(yōu)先權(quán)顛倒；Windows CE支持一個可預(yù)測的線程同步機(jī)理，包括等待對象，如互斥體關(guān)鍵部分，命名或未命名的事件對象，它基于線程優(yōu)先權(quán)排序。Windows CE也支持與系統(tǒng)控制器的聯(lián)連：OEM能夠控制類由系統(tǒng)支持的中斷處理，即通過執(zhí)行ISRS和ISTS，它可彌補(bǔ)中斷處理軟件；OEM完成在所有映射到中斷ID號的IRQS，并且它與中斷處理軟件相聯(lián)系（ISR和IST），描繪工具和應(yīng)用軟件可以利用記錄處理中斷時間。中斷響應(yīng)是可預(yù)測和有限制的，當(dāng)優(yōu)先權(quán)取消時，上限即為花費(fèi)在內(nèi)核中時間總量，匹配轉(zhuǎn)化時間，和由OEM執(zhí)行的ISRS和ISTS申請?zhí)幚頃r間。每個系統(tǒng)調(diào)用的時間是可預(yù)測的，并與系統(tǒng)對象數(shù)目無關(guān)。利用 instrumentted kernel系統(tǒng)調(diào)用時間能夠保證Windows CE內(nèi)核設(shè)計保證中斷和它們相關(guān)線。

　　實時操作系統(tǒng)的相關(guān)概念

　　（1）基本概念

　　代碼臨界段：指處理時不可分割的代碼。一旦這部分代碼開始執(zhí)行則不允許中斷打入；資源：任何為任務(wù)所占用的實體；共享資源：可以被一個以上任務(wù)使用的資源；任務(wù)：也稱作一個線程，是一個簡單的程序。每個任務(wù)被賦予一定的優(yōu)先級，有它自己的一套CPU寄存器和自己的?？臻g。典型地，每個任務(wù)都是一個無限的循環(huán)，每個任務(wù)都處在以下五個狀態(tài)下：休眠態(tài)，就緒態(tài)，運(yùn)行態(tài)，掛起態(tài)，被中斷態(tài)；任務(wù)切換：將正在運(yùn)行任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)（CPU寄存器中的全部內(nèi)容）保存在任務(wù)自己的棧區(qū)，然后把下一個將要運(yùn)行的任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)從該任務(wù)的棧中重新裝入CPU的寄存器，并開始下一個任務(wù)的運(yùn)行； 　　內(nèi)核：負(fù)責(zé)管理各個任務(wù)，為每個任務(wù)分配CPU時間，并負(fù)責(zé)任務(wù)之間通訊。分為不可剝奪型內(nèi)核和可剝奪型內(nèi)核；調(diào)度：內(nèi)核的主要職責(zé)之一，決定輪到哪個任務(wù)運(yùn)行。一般基于優(yōu)先級調(diào)度法；

　　（2）關(guān)于優(yōu)先級的問題

　　任務(wù)優(yōu)先級：分為優(yōu)先級不可改變的靜態(tài)優(yōu)先級和優(yōu)先級可改變的動態(tài)優(yōu)先級；優(yōu)先級反轉(zhuǎn)：優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題是實時系統(tǒng)中出現(xiàn)多的問題。共享資源的分配可導(dǎo)致優(yōu)先級低的任務(wù)先運(yùn)行，優(yōu)先級高的任務(wù)后運(yùn)行。解決的辦法是使用“優(yōu)先級繼承”算法來臨時改變?nèi)蝿?wù)優(yōu)先級，以遏制優(yōu)先級反轉(zhuǎn)。

　　（3）互斥

　　雖然共享數(shù)據(jù)區(qū)簡化了任務(wù)之間的信息交換，但是必須保證每個任務(wù)在處理共享共享數(shù)據(jù)時的排他性。使之滿足互斥條件的一般方法有：關(guān)中斷，使用測試并置位指令（TAS），禁止做任務(wù)切換，利用信號量。因為采用實時操作系統(tǒng)的意義就在于能夠及時處理各種突發(fā)的事件，即處理各種中斷，因而衡量嵌入式實時操作系統(tǒng)的主要、有代表性的性能指標(biāo)參數(shù)無疑應(yīng)該是中斷響應(yīng)時間了。中斷響應(yīng)時間通常被定義為：中斷響應(yīng)時間=中斷延遲時間+保存CPU狀態(tài)的時間+該內(nèi)核的ISR進(jìn)入函數(shù)的執(zhí)行時間。中斷延遲時間=MAX（關(guān)中斷的長時間，長指令時間） + 開始執(zhí)行ISR的條指令的時間。