Александр Кузнецов
Журнал Автоматизация & IT в энергетике
№ 7(24)
Компания Microsoft является активным участником рынка встраиваемого программного обеспечения (ПО) для интеллектуальных устройств на протяжении последних 15 лет. Microsoft стремится сделать преимущества «настольных» версий ОС Windows, такие как разнообразие передовых прикладных технологий, широкая популярность среди программистов и администраторов и развитая техническая поддержка, доступными производителям компьютерных систем с особыми требованиями к компактности, энергопотреблению и реагированию на внешние события. Важным фактором эффективности проектирования специализированных систем является штатный инструментарий разработчика, с которым поставляется встраиваемая ОС, поскольку его возможности существенно влияют на трудоёмкость, а следовательно, и на стоимость разработки, тестирования, интеграции и сопровождения ПО. В условиях жёсткой конкуренции производители интеллектуальных устройств выбирают операционную систему (ОС), позволяющую реализовать их конкурентные преимущества с минимальными затратами проектных ресурсов.
Операционные системы Microsoft Windows Embedded Compact широко используются для создания устройств в бытовой и промышленной электронике, систем массового обслуживания и автоматизации технологических процессов, мультимедийных и других приложений. Их ключевыми особенностями являются поддержка промышленных процессорных архитектур, возможность выполнения задач в реальном времени и модульность, позволяющая строить компактные образы целевых систем (в минимальной конфигурации – вплоть до сотен килобайт). С момента выпуска ОС Windows Embedded CE 6.0 в конце 2006 г. существенно расширились возможности встраиваемых аппаратных платформ: к началу 2010-х гг. на обеих их ключевых архитектурах, x86 и ARM, были разработаны многоядерные встраиваемые процессоры (Intel Atom некоторых серий и Cortex A9 соответственно), позволившие значительно увеличить вычислительную мощность интеллектуальных устройств и расширить их функциональность. Чтобы устройство в полной мере использовало возможности своей аппаратной платформы, ОС должна обеспечивать максимальную поддержку системы команд встраиваемого процессора, а также корректное выполнение задач в многоядерной среде. Эти и другие усовершенствования были реализованы в новейшей ОС Windows Embedded Compact 7, выпущенной компанией Microsoft в 2011 г.
Новые программы для Windows Embedded Compact 7 могут «по умолчанию» использовать её механизмы и возможности, а программы для ОС Windows Embedded CE 6.0 достаточно перекомпилировать либо запустить «как есть» – во втором случае они будут работать в одноядерном режиме и без поддержки новых инструкций процессора. Поддержка многоядерного режима работы в разрабатываемом ПО предоставляется в виде готового механизма, который может быть легко активизирован разработчиком через задание соответствующего свойства проекта. ОС Microsoft Windows Embedded Compact 7 не только использует преимущества современных процессорных архитектур, но и работает с оперативной памятью объёмом до 3 Гбайт – в предшествующих ОС Windows Embedded CE максимальный объём ОЗУ не превышал 512 Мбайт.
ОС Windows Embedded Compact 7 поставляется с инструментальным комплектом Platform Builder, который интегрируется в среду разработки Visual Studio 2008 (предыдущая версия Platform Builder работала с Visual Studio 2005). Visual Studio 2008 расширяет возможности Visual Studio 2005 во многих направлениях, среди которых - разработка ПО для различных версий платформы .NET и ОС Windows Server 2008, средства работы с SQL Server 2008, интегрированная поддержка технологии Microsoft Silverlight, расширение функциональности средств тестирования, анализа ПО и др. В Windows Embedded Compact 7 расширены возможности удалённого администрирования целевых систем: инструментальный комплект Remote Tools Framework объединяет обновлённые средства администрирования и предоставляет к ним единый интерфейс управления. Обновлённый редактор реестра (Registry Editor) позволяет отслеживать изменения, вносимые в реестр действиями, которые выполняются на устройстве. Монитор производительности (Performance Monitor) с новым интерфейсом позволяет выбирать отслеживаемые метрики из списка категорий, вести наблюдение за несколькими метриками одновременно, анализировать метрики по времени или событиям и представлять данные в табличной и графической форме. Инструмент обнаружения утечек памяти (Resource Leak Detector) даёт разработчику возможность гибко фильтровать выводимую информацию по различным критериям, тем самым упрощая отладку памяти и снижая количество ошибок, обусловленное большим объёмом отображаемых данных. Традиционные инструменты удалённого доступа, такие как просмотрщик файлов (File Viewer), анализатор динамической памяти (Heap Walker) и просмотрщик процессов (Process Viewer) по-прежнему доступны и в Microsoft Windows Embedded Compact 7, хотя и не интегрированы в новый комплект Remote Tools Framework - их запуск осуществляется через меню Platform Builder.
Вас может заинтересовать:
Штатная система тестирования ПО в Microsoft Windows Embedded Compact 7 называется Compact Test Kit (CTK) и совершенствует предыдущую версию под названием Windows CE Embedded Test Kit (CETK). В едином интерфейсе CTK отображается полная информация о тестировании: тесты, их свойства и результаты, а также данные, выводимые в процессе исполнения теста в реальном времени. CTK упрощает верификацию поддержки оборудования с помощью стандартных тестов для 20 типовых аппаратных компонентов, в число которых входят дисплеи, аудио-, сетевые и мультимедийные устройства, системные загрузчики, накопители и шины данных, системы управления электропитанием и др. Разработчик также по-прежнему может создавать и конфигурировать собственные тесты для создаваемого ПО средствами CTK.
Мощность современных встраиваемых процессоров позволяет создавать интеллектуальные устройства с развитыми пользовательскими интерфейсами, поддерживающими сложную двух- и трёхмерную графику, анимацию и широкий набор мультимедийных данных. ОС Microsoft Windows Embedded Compact 7 включает инфраструктуру Silverlight for Windows Embedded, которая позволяет создавать пользовательские интерфейсы, отвечающие современным требованиям, и инструментальный комплект Windows Embedded Silverlight Tools, упрощающий процесс разработки интерфейса и сокращающий его длительность. Программа Expression Blend 3 компании Microsoft предоставляет дизайнеру визуальную среду, с помощью которой он создаёт графический интерфейс, и автоматически описывает результат в терминах языка XAML (eXtensible Application Markup Language, расширяемый язык разметки для приложений), при этом дизайнер избавлен от необходимости написания программного кода. Cвязывание элементов интерфейса с данными и алгоритмами, обеспечивающими его целевые функции, является задачей разработчика - для этого ему необходимо выделить компоненты интерфейса из XAML-файла, определить их совместимость Silverlight for Windows Embedded и задать их поведение. Эти действия можно выполнить вручную, однако при создании сложных интерфейсов такой подход крайне трудоёмок. Инструментарий Windows Embedded Silverlight Tools позволяет разработчику разбирать XAML-файлы, обнаруживать элементы, не поддерживаемые Silverlight for Windows Embedded, автоматически генерировать базовый код для графического интерфейса на языке C++, легко выбирать объекты, описывать события и реакцию на них. Если дизайнер вносит изменения в проект Expression Blend, то технология Windows Embedded Silverlight Tools способна автоматически обнаруживать их и соответствующим образом обновлять ресурсы графического приложения.
Помимо усовершенствований, связанных с Silverlight for Windows Embedded, ОС Microsoft Windows Embedded Compact 7 включает в себя ряд других новых технологий для создания пользовательских интерфейсов. Браузер Internet Explorer Embedded адаптирован для использования во встраиваемых системах и поддерживает новейшую мультимедийную платформу Adobe Flash 10.1, что позволяет в полной мере пользоваться её преимуществами – от большого количества готовых интерфейсов и компонентов до богатого опыта многочисленных flash-программистов, которых можно привлечь к новым разработкам. Microsoft Windows Embedded Compact 7 поддерживает технологию распознавания множественных прикосновений к сенсорным экранам (англ. multi-touch), используемую в системах с многопользовательским вводом данных. Примером такой системы является интерактивная поверхность Microsoft Surface, которая поддерживает как минимум 52 одновременных касания и используется в качестве визуального средства планирования в бизнесе, сенсорных столов в игровой и развлекательной индустрии, для приёма заказов в гостиницах, ресторанах и т. д. Благодаря развивающимся аппаратным возможностям современных встраиваемых систем технология multi-touch получает всё большее распространение в мобильной электронике и вызывает интерес у производителей интеллектуальных устройств.
Новая встраиваемая ОС Microsoft Windows Embedded Compact 7 сочетание современных технологий для создания широкого круга компьютерных систем специального применения и эффективного инструментария, рационализирующего их разработку и сопровождение. Интеграция средств разработки встраиваемого ПО с возможностями среды Visual Studio 2008, расширение функций удалённого администрирования, диагностики и тестирования целевых систем, новые инструменты разработки графических интерфейсов на основе технологии Silverlight for Windows Embedded, встраиваемый браузер Internet Explorer Embedded с поддержкой платформы Adobe Flash 10.1 упрощают и ускоряют создание прикладного и системного ПО для интеллектуального устройства, снижают количество ошибок при его проектировании, тем самым ускоряя его выход на рынок и сокращая затраты на сопровождение. ОС Microsoft Windows Embedded Compact 7 позволяет разработчикам в полной мере использовать возможности современных встраиваемых аппаратных платформ и компонентов, поддерживая многоядерные процессоры на архитектурах x86 и ARM, а также сенсорные экраны с интерфейсом multi-touch. Передовая технологическая база компании Microsoft, используемая в настольных ОС, доступна производителям встраиваемых систем на основе Microsoft Windows Embedded Compact 7 и открывает перед ними широкие возможности для творческого и коммерческого успеха.
Александр Кузнецов, руководитель направления образовательных проектов, ООО «Кварта Технологии», г. Москва
Журнал Автоматизация & IT в энергетике
№ 7(24)
info@quarta.ru