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什么是Windows CE?
Windows CE作业系统是Windows家族中的成员,专门设计给掌上型电脑(HPCs)所使用的电脑环境。这样的作业系统可使完整的可携式技术与现有的Windows桌面技术整合工作。Windows Mobile 2003 for Smartphone操作系统与Windows Mobile 2003 for Pocket PC操作系统一样,都是基于Windows CE架构的。
可见,我们日常所说的Smartphone系统和Pocket PC系统都是基于Windows CE架构的智能手机系统,两者有相似之处,但又存在差别。相似之处是,两者同属Windows mobile系列操作系统,都是基于微软PC的Windows操作系统演变而来,因此,它们的操作界面非常相似。同时在硬件系统上,采用微软智能系统的手机一般都采用了英特尔嵌入式处理器,主频比较高,另外,采用该操作系统的智能手机在其它硬件配置(如内存、储存卡容量等)上也较采用其它操作系统的智能手机要高出许多,因此性能比较强劲,操作起来速度会比较快。但是,此系列手机也有一定的缺点,如因配置高、功能多而产生耗电量大、电池续航时间短、硬件采用成本高等缺点。
不同之处是,Smartphone基于Windows CE内核开发的,基于该操作系统的手机无需借助手写笔,只需用手机提供的键盘就能完成几乎所有的操作,因此,使用该操作系统的手机用户单手操作即可,而Pocket PC Phone则必须通过手写笔才能操作,也就是说两类系统最大的不同表现操作方式上。另外,尽管都是基于Windows系统,但在应用软件上也不尽相同。
Windows CE程序设计之历史简介
为了理解Windows CE的历史,你需要理解操作系统和使用操作系统的产品之间的区别。操作系统是微软内部一组核心团队开发的。他们的产品就是操作系统自身。其他团队,比如开发Pocket PC的团队,在操作系统即将发布的时候,获得并使用最新版本的操作系统。这种划分成两部分的方式,可能对理解Windows CE是怎么发展的会产生一些混淆。下面让我们分别看一下这两部分的历史--设备和操作系统自身。
设备
首批为Windows CE设计的是手持式“管理器”设备,配有480*240或640*240的屏幕和Chiclet键盘(计算机常用的一种键盘,有一个很小的矩形键盘)。这些设备,称为手持式PC,在1996年首次面世。在Fall Comdex 97大会上,Windows CE 2.0,一个进行了显著更新的操作系统版本发布了,和它配套的是类似的更新一些的硬件,具有640*240的横向屏幕,一些是彩色的,还具有略大一些的键盘。
1998年1月,消费电子展览会上,微软宣布了两个平台,掌上电脑(译者注:Palm-size PC可以看作Pocket PC的前身,其中使用Windows CE 2.x的称为Palm-size PC,使用Windows CE 3.x的称为Pocket PC)和车载PC(译者注:Auto PC是Windows CE的一种应用模式,多用在一些车载电脑、工业自动控制等场合,可按客户需要修改输入输出方式而不限定使用原有的程序。)。掌上电脑目标直接瞄准了由Palm 0s统治的基于笔式的管理器市场。掌上电脑具有纵向显示的特点,并配有240*320的屏幕,使用输入笔来作为输入方式。但是很不幸,对Windows CE爱好者来说,对这种原始掌上电脑,公众显然缺乏热情。
此后,出现了一种新的迷你膝上式Windows CE设备,配备了触摸式输入键盘和VGA/Super VGA屏幕。这种设备被称为H/PC(专业版),电池可使用10小时,并配备了微软Pocket Office软件改进版。这种设备中有许多具有内置Modem,一些甚至配备了thenstandard 屏幕,移动轨迹垫或者IBM轨迹球设备。
2000年4月,微软宣布了Pocket PC,它对老式掌上电脑(Palm-size PC)做了极大的增强。最初的Pocket PC使用预发布的具有更多功能的Windows CE 3.0。Pocket PC的用户界面也有所不同,具有更加整洁的2纬外观和修改过的主页-Today桌面。然而,Pocket PC最重要的特性是极大的改进了Windows CE的性能。微软做了很多工作来调优Windows CE的性能。这些改进加上更快的CPU,可以让系统像Pocket 管理器期望的那样运行的更快。在这种Pocket PC里,摩尔定律使得Windows CE设备可以跨越这条线:现在硬件已经有能力提供Windows CE需要的运算能力了。
手持式PC在2000年时升级到了Windows CE 3.0。虽然这些系统(现在称为手持式PC2000)在消费领域没有成功,但在工业领域找到了市场。它凭借相对低的费用,大屏幕和长时间电池能力满足了这个机会市场。
2001年晚些时候,Pocket PC更新为Pocket PC 2002。这次发布使用了Windows CE3.0的最终发布版本,并做了一些用户接口方面的改进。同时也增加了Pocket PC Phone版本,在Pocket PC设备中集成了蜂窝电话支持功能。这些设备具有了Pocket PC的功能,也具有蜂窝电话的联通功能,形成了新一代的几乎可以始终连接的移动软件。
微软的另一组人发布了Smart Display(译者注:一种具有触摸屏的无线监视器,可以通过802.11b无线网络连接到个人计算机,并使用Windows XP Professional操作系统的“Remote Desktop”(远程桌面)来访问主机)。它使用Windows CE.NET 4.1系统,具有平板式设备形式,有无线网络访问能力,有一个底座可以连接到PC上。当使用底座的时候,它可以做第2个显示器。当不用底座的时候,它可作为PC的移动显示器。
2003年春季,Pocket PC团队发布了升级版的Pocket PC,称为Pocket PC 2003。系统在用户接口方面没有很多变化,但由于是基于Windows CE.NET 4.2,所以在稳定性和性能方面都有了巨大改进。Pocket PC 2003还集成了蓝牙支持功能,OEM厂商可以选择是否包含该功能。
微软还和OEM厂商合作生产基于Windows CE的蜂窝电话。这些电话中的少部分被称为Smartphone(智能电话),在2002年末发布了,最初是基于Windows CE 3.0。2003年升级到了Windows CE4.2,并增加了一系列特征,包括 .NET runtime功能。
新设备一直不断在发布,例如 Media to Go设备,就是使用硬盘来存储的移动视频播放器。Windows CE操作系统的强大功能,使应用程序凭借运行在这些设备上的简单操作系统 超越了系统能力。
操作系统
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虽然面向消费者的产品可以不断产生新闻热点,但最重要的开发工作仍然在操作系统自身。Windows CE从1.0之日就开始不断演化,当它还是一个简单的管理器操作系统时就被寄予厚望。从Windows CE 2.0开始一直持续到今日,微软不断发布Windows CE的嵌入式版本,使开发者可以用在他们自定义的硬件上。虽然像Pocket PC等消费平台占据了宣传的主体,但对基本操作系统的改进是使诸如Pocket PC和Smartphone之类的设备能够运做的基础。
在Fall Comdex 1997大会上,Windows CE 2.0随着手持式PC 2.0一起发布了。Windows CE 2.0增加了网络支持,包括Windows 标准网络功能,支持NDIS miniport驱动模式,以及通用NE2000网络卡驱动支持。虽然增加的COM被限制在进程内服务,但可以用来支持脚本编写。引入了新的显示驱动模式,可以支持像素深度,而不再是Windows CE 1.0中原始的每像素2位了。Windows CE 2.0是Windows CE操作系统中第一个与诸如H/PC等产品分离,独立发布的版本。开发者可以购买Windows CE 嵌入式工具包(ETK),它可以让开发者为特殊的硬件平台定制Windows CE。然而,用过ETK后,开发者会发现,这个产品的功能还没有达到它所宣称的目标。
随着掌上电脑(Palm-size PC)在1998年初发布后,Windows CE又在不断改进。虽然Windows CE 2.01没有按ETK形式发布,但它在减少操作系统和应用程序大小方面做的努力还是值得称道的。在Windows CE 2.01中,C运行时库从每个EXE和DLL都要绑定的静态链接库中去掉了,放到了操作系统里。这极大的减小了操作系统和应用程序的大小。
1998年8月,微软发布了H/PC,配套的发布了操作系统的新版本-2.11版。Windows CE 2.11是从未正式发布的Windows CE 2.1的服务升级包。这一年年末,Windows CE 2.11作为Windows CE平台的2.11版本,发布给了嵌入式开发者社区。该版本支持改进的对象存储,允许要存储的文件大于4M。还增加了对控制台程序的支持,同时增加了MS-DOS风格的命令行解释器CMD.exe的Windows CE支持。Windows CE2.11还增加了Fast IR,用于支持IrDA的4M红外线标准,同时增加了一些特殊功能来支持IP多点传送。最初的安全概念被引入:设备可以检查和拒绝装载没有被认证的模块。
Windows CE 2.12也是作为2.1-白桦(Windows CE 2.1的代号)的服务包发布的。这次发布中最大的亮点是一个增强的平台Builder工具集,它具有一个图形化的前端界面。用一个新的通知接口调整了系统操作,新的接口将不同的通知功能进行了组合。通知的用户接口暴露在平台Builder中,允许嵌入式应用开发者定制通知对话框。微软基于PC的Internet浏览器IE 4.0也被引入到Windows CE中,称为Genie-通用IE控件。这个HTML浏览器控件完善了简单小巧的Pocket Internet浏览器。微软消息队列(MMQ)也被加了进去。Windows CE 2.11中的安全功能“运行/不运行(go/no go)”也增加了“运行,但不信任(go,but don't trust)”的选项。这样,不被信任的模块可以运行,但不能调用关键功能集,也不能修改注册表的某些部分。
期待已久的Windows CE 3.0终于在2000年中发布了。这次发布是跟随同年4月发布的Pocket PC的,它使用了Windows CE 3.0略早一些的内部版本。Windows CE 3.0最大的亮点在它的内核,内核为更好的支持实时功能而做了优化。增强后的内核,支持256个线程优先级(之前的版本是8个),可调整线程周期,可嵌套的中断服务程序,并减少了内核等待时间。
Windows CE 3.0改进的地方不仅仅在内核上。一个新的COM组件被加入进来,用来完善2.0就有的进程内COM功能。新的组件支持完整的进程外COM和DCOM功能。对象存储区域也做了改进,可以支持256M RAM了。对象存储区域里的文件大小限制也提高到了32M/文件。Platform Builder 3.0的附加的软件包加入了更多的功能,增加了media player控件,提高了多媒体支持。用PPTP,ICS和远程桌面显示功能改进了网络支持。还正式引入了DirectX API。
Windows CE接下来的一个版本,改变的不仅仅是新特性,产品的名字也改了。2001年初,Windows CE.NET 4.0发布了。这个版本里,改变了虚拟内存的管理方式,将每个应用程序的虚拟内存空间扩大了1倍。Windows CE.NET 4.0还增加了新的驱动装载模式,服务(Services)支持,新的基于文件的注册选项,蓝牙功能,802.11以及1394支持。具有讽刺意味的是,Windows CE.NET 4.0虽然叫.NET,但却不支持.NET 精简框架。
2001年末,Windows CE 4.1跟随Windows CE 4.0之后发布了,增加了IP v6支持,Winsock2支持,一组支持applets的新功能,以及一个叫Power Manager的例子。Windows CE 4.1支持.NET 精简框架。.NET 运行时库作为一个快速修复包(QFE),在操作系统发布后提供的。
2003第2季度,Windows CE.NET 4.2发布了。这次升级,提供了很棒的、OEM厂商期待的新特性-在嵌入式系统上支持Pocket PC应用程序。Pocket PC特有的API,比如菜单条、软输入法以及其它解释器特性,被移植到基本操作系统里了。为支持名字空间扩展,浏览器Shell被重写。通过在某些CPU上直接支持硬件分页表功能,内核性能得到了改进。
简述Win CE开发特性及忠告
最近一段时间,移动设备开发越来越多的成为了程序员社区的话题。移动设备主要包括智能手机和PDA,是嵌入式开发中很重要的一个方向。在智能手机领域被大多数手机厂商支持的J2ME无疑是领头羊,微软CE平台的SmartPhone也逐渐成为关注焦点。一直不温不火的PDA市场,也在行业应用领域有所收获,Pocket PC由于其开发与Windows平台的一致性而得到了开发人员的青睐。
在长期关注程序员论坛的过程中,我发现由于Windows CE开发的独特性,加之多个版本并存、缺乏中文参考资料,所以论坛上充斥着大量相同的入门问题。我希望在这里能够为刚转入Windows CE开发的程序员明晰一些概念,将现有的Windows CE版本与开发工具之间的关系给大家解释清楚。
Windows CE与平台开发
Windows CE是微软为嵌入式设备打造的操作系统,而嵌入式设备可谓多种多样,这就要求CE操作系统必须是可定制的,所以微软将Windows CE设计为模块化的操作系统。说简单点,我们可以把Windows CE想像成一盒积木,你可以用积木搭建出任何物体,但不一定要把所有的积木都用上。
Windows CE搭建出来的物体就是平台,是适应某种有固定标准的嵌入式设备的操作系统子集,最著名的平台就是Pocket PC了,是提供给没有键盘的掌上电脑使用的平台。由于平台和硬件的一致性,所以有时候我们也用平台的名称来称呼整个系统――硬件与操作系统的总和。
我们也可以自己开发平台,开发工具是微软提供的Platform Builder,Platform Builder的版本号是和Windows CE的版本号一致的。
更多程序员关心的是应用程序的开发,而应用程序开发是针对特定平台的,我们在开发之前必须安装目标平台的SDK,才能够开发出适应目标平台的开发工具。
Windows CE开发环境综述
初学者另外一个比较糊涂的概念是版本的问题,现在市面上能够见到Windows CE的两代产品,它们的内核分别基于Windows CE 3.0和Windows CE.NET(即4.0)。
微软将今年刚面世的Pocket PC 2003和Smart Phone 2003统称为Windows Mobile 2003,我们大多数时候还是习惯地沿用老称谓。
而市面上经常见到的Pocket PC 2002是基于Windows CE 3.0的平台,而Pocket PC 2003则是基于Windows CE.NET的平台,需要注意的是,Pocket PC 2003的内核是Windows CE.NET 4.2。而SmartPhone2003也是基于Windows CE.NET的。SmartPhone的最初版本是2002,基于Windows CE 3.0的,但是微软没有推出SmartPhone2002的中文版。
清晰了平台与CE之间的关系,解释平台与开发工具之间的关系就很容易了。微软提供给应用程序开发者的工具包括:Embedded Visual Tools 3.0,其中包括EmbeddedVisual C++3.0和Embedded Visual Basic 3.0;Embedded Visual C++ 4.0和Visual Studio.NET。
开发工具的版本号是与Windows CE的版本号对应的。EVC3.0和EVB3.0是用来开发基于Windows CE 3.0平台的应用程序的,比较常见的平台有:Pocket PC 2002、Pocket PC 2000、Palm-size PC、HPC。而EVC4.0是用来开发Windows CE.NET平台的程序的,主要包括Pocket PC 2003和SmartPhone 2003。
Visual Studio.NET针对嵌入式设备开发需要SDE的支持,而VS.NET 2003中包括了SDE,不需要另外安装。Visual Studio.NET开发的程序需要目标平台支持.NET Compact Framework。现在支持.NET Compact Framework的平台有Pocket PC 2002和Pocket PC 2003。这里需要注意的是SmartPhone 2003是不支持.NET Compact Framework的。
EVB开发入门
微软已经宣布EVB不再支持Windows CE.NET,所以EVB的最终版本是3.0。但由于EVB的易上手性和快速开发的特点,在VS.NET横空出世之前,它成为Windows CE平台上快速开发的不二之选。现在EVB仍然适合Windows CE 3.0平台上小型应用程序的快速开发。如果您不是专职的Windows CE程序员,而只是需要在Windows CE平台上开发整个系统的一部分,那么EVB可以让您用很短的时间开发出您想要的程序。
EVB的开发环境的搭建也是十分简单,您可以从微软的网站上下载EVT 2002,其中包含了EVC 3.0、EVB 3.0和Pocket PC 2002 SDK和SmartPhone 2002 SDK。按照提示将EVB和Pocket PC 2002 SDK安装好后就可以进行开发了。SDK中包含模拟器,在没有实际设备的情况下,可以利用模拟器来调试程序。
这里需要注意的是,开发环境和模拟器之间是通过网络连接协议进行通讯的,所以开发所用的计算机上必须有一个活动的网络连接。如果没有,可以安装微软的虚拟网卡。
EVB的开发环境与VB类似,因为Windows CE应用程序需要在模拟器或者实际设备上调试,所以我们必须选择程序的输出目标。如果您选择了Emulation,在您按下运行(或F5)后,EVB将自动启动模拟器,并把程序下载到模拟器中。
由于新的Windows CE.NET将不再支持EVB,微软建议EVB程序员使用VB.NET开发新的程序,而对于原有的EVB程序也给出了迁移路径,关于这方面的论述,您可以参考MSDN文章《Moving from eMbedded Visual Basic to Visual Basic .NET》。
EVC开发入门
无论是Win32平台还是WinCE平台,Visual C++都是一个强大的开发工具。而EVC也是WinCE上的主流开发工具。EVC支持MFC类库的子集,可以给开发者提供最强大的支持,也使Win32平台上的VC程序员可以很容易地迁移到WinCE平台上。但由于MFC类库需要一个DLL,所以对某些存储空间有限的嵌入式设备来说,这是个很大的负担,所以SmartPhone就不支持MFC。
说这么多,让我们来创建一个EVC的工程。是不是和VC很像,需要提醒大家注意的是,由于嵌入式设备支持的CPU种类很多,我们在选择创建工程类型的同时,也要把该工程所支持的CPU类型选择好。创建工程的过程和VC是一样的。当然不同的平台支持的工程类型是不同的,比如Pocket PC 2003有支持MFC和API的两种工程,而SmartPhone 2003则只有支持API的一种工程。
EVC中比VC环境中多了一行下拉菜单的选项,分别用来选择:工程、SDK、CPU类型和输出设备。以Pocket PC为例,在实际设备上调试应该选择Win32(WCE ARMV4)Debug ,而在模拟器上则需要选择Win32(WCE emulator)Debug。
VS.net开发入门
又来到我们的.NET时间了,我怎么说又?最近大家都被JAVA和.NET搞得头昏脑胀了吧?不管大家怎么吵,.NET Compact Framework对于手中缺少开发利器的嵌入式程序员无疑是一大福音。Visual Studio .NET 2003完全支持对移动设备的开发,好了,让我们开始一段奇幻的.NET之旅吧。
打开VS.net 2003,选File - New  

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