1.1 智能设备与微软嵌入式系统

早在1975 年微软公司成立的初期,微软公司的创始人比尔·盖茨就提出了“使每个家庭、每个桌面都有一台PC”的梦想,正是这个宏伟的目标推动了微软公司30年来的快速发展,使它一举成长为全球最大,也是目前最具竞争力的软件公司,同时,它也推动了整个计算机技术和信息技术及其产业的快速发展。到目前为止,这个梦想已基本成为现实,桌面PC已经无所不在,同时由微软公司开发的桌面版Microsoft Windows系列操作系统也已经风靡全球,全球几乎90%以上的桌面PC都安装了Microsoft Windows操作系统。

随着计算机及其信息技术不断成熟与发展,人们的消费需求和消费心理都发生了巨大的变化,人们已经不再一味地追求PC的大容量和高速度,而是转而设法将计算机应用于日常工作、生活和学习的方方面面,追求个性化的产品和消费。近几年来以软硬件组成为显著特征、以消费电子类产品为主导的智能设备以超乎人们想像的速度获得了前所未有的发展,在这个过程中,微软公司也是首当其冲,将“使人们通过强大的软件,随时随地与任何设备通信”作为自己新的梦想与奋斗目标,并再次推动和引导着嵌入式智能设备及后PC时代发展的潮流。微软的目标如图1-1所示。

图1-1 微软的目标

一台智能设备(Intelligent Device或Smart Device)从本质上讲仍然是一台计算机,因为它具有一般计算机的典型特征,它仍然由硬件和软件组成,在智能设备内部既有CPU、存储器、系统时钟和外部接口等,也有操作系统和应用软件。和一般的通用计算机或PC相比,它更像一台专用计算机,是看不见的计算机。智能设备一般都是为了特定的目的而设计的,一般具有特定的功能,因而它的速度和容量只要满足设备的使用要求就可以了,一般远低于通常的PC。但是,由于智能设备种类繁多,功能和性能千变万化,所以它对软硬件的需求也就更加复杂和多样,所以智能设备不仅要求其硬件集成度高、体积小、功耗低,也要求软件稳定性高、灵活性好、实时性高等。对于智能设备的硬件来讲,CPU是其核心,CPU的功能和性能在很大程度上决定了设备的功能和性能;对于智能设备的软件来讲,操作系统是其核心,操作系统的功能和性能很大程度上决定了设备的功能和性能。

智能设备也叫嵌入式智能设备,这是相对于一般的PC而言的,每台智能设备都是一个典型的嵌入式软硬件系统,智能设备的开发过程也就是对嵌入式的软硬件进行裁剪、定制和开发的过程。目前市场上的嵌入式硬件和嵌入式操作系统软件种类繁多,其不同组合构成了各种各样的产品,并分别应用于不同的领域。

就嵌入式系统的硬件来说,其微处理器有8位、16位和32位等不同类型,其架构也有X86、ARM、MIPS、SHx等不同类型。就嵌入式操作系统来讲,目前市场上主流的有Windows CE、VxWorks、Linux、QNX、pSOS等。目前32位的微处理器硬件和实时多任务的操作系统软件相结合是嵌入式系统发展的主流。

微软公司从1996年发布Windows CE 1.0开始进入嵌入式操作系统领域,到2000年发布Windows CE 3.0时已逐步取得成功,2002年2月Windows CE .NET的发布彻底奠定了它在嵌入式操作系统领域的成功,2004年微软又发布其最新版本Windows CE 5.0。截至2004年底为止,Window CE设备的市场占有率已经跃居世界第一位。同时,以Windows CE为内核的Pocket PC产品的市场占有率也跃居全球第一,占到全球总量的54%,远远超过居于第二位的Palm OS。还有,以Windows CE为内核的Smartphone智能手机产品,其市场份额也达到了20.2%,超过位于第二位的Symbian一个百分点。综上所述,Windows CE已经成为嵌入式智能设备操作系统的首选。

为了使读者更好地理解和使用Windows CE及其分支操作系统,从而为不同的产品选择合适的操作系统,本章将对微软Windows Embedded和Windows Mobile进行简要的介绍,以使读者站在宏观的角度理解它们彼此之间的关系,为智能产品开发和操作系统选择做出合理的决策。