windows ce arm mips sh4 что это

Различия Windows Mobile и Windows CE в терминалах сбора данных

Сегодня рынок терминалов сбора данных на Windows продолжает развиваться стремительными темпами. Это объясняется тем, что такие устройства востребованы в автоматизации складской и логистической деятельности. ТСД на ОС Windows открывают широкие возможности для программирования и решения различных задач.

Однако среди устройств есть еще одно немаловажное отличие – тип системы. Операционная система Windows подразделяется на Windows Mobile и Windows CE. О сходствах и различиях этих ОС мы поговорим в этой статье, попытавшись разобраться в целесообразности выбора той или иной версии.

Краткий обзор рынка

Среди наиболее популярных терминалов сбора данных на ОС Windows можно выделить ряд моделей, под брендами CipherLab, Motorola, Honeywell. Сегодня активно выпускаются модели для различных целей, выполненные в компактных корпусах или же, наоборот, в массивном исполнении для складских нужд и высоким классом защиты (IP 65, IP66, IP67 и др.). По большому счету их основные задачи во многом схожи: складcкой учет, инвентаризация, работа с учетными программами, комплектация и отгрузка товаров.

Преимущества перед DOS-терминалами

Windows Embedded Handheld

Операционная система Microsoft Windows Embedded спроектирована на платформе Windows Mobile и относится к семейству встраиваемых ОС в различные устройства, в том числе и в терминалы сбора данных. Последней версией на сегодняшний день является Windows Embedded Handheld 6.5 (разработана в 2010 году и официально представлена в 2011 г.). За счет своей универсальности и гибкой архитектуры Microsoft Windows Embedded может использоваться в POS терминалах, мобильных, встраиваемых и портативных устройствах.

Обязательным требованием данной ОС является наличие хорошего мощного «железа»: процессора, оперативной памяти и т.д. Использование такой системы повышает системные требования, и, как следствие, увеличивается стоимость самого устройства.
К терминалам сбора данных, собранных на ОС Microsoft Windows Embedded можно отнести Cipher 9200, Cipher CP30, Cipher 9600 и др. Все эти устройства имеют ПО для связи с ПК и работы с 1С и генератор приложений с поддержкой Windows Mobile.

Windows CE

Впервые Windows CE появилась на рынке в далеком 1996 году в качестве компакт-версии Win95. С тех пор, произошел ряд существенных изменений. Начиная с 2000 года, данная версия Windows стала развиваться и внедряться как самостоятельная ОС. Основной упор был сделан на создание компонентов не для настольных ПК, а для мобильных устройств, с совместимостью приложений через WIN32 API.

Windows CE и Windows Mobile не являются как взаимозаменяемые операционные системы. Отличительной особенностью Windows CE является модульная система, с поддержкой различных компонентов, платформ, мультизадачности. Преимуществом Windows CE является то, что данная ОС не требует серьезных ресурсов для работы и предназначена для устройств с минимальным объемом памяти и простым одноядерным процессором (минимально для работы системного ядра необходимо всего 32 КБ!).

Последней версией на сегодняшний день считается Windows CE Compact 7.0. Среди наиболее популярных терминалов сбора данных на Windows CE, вышедших в последнее время следует отметить Cipher 9700, Cipher CP55. Современные тенденции выпуска оборудования для автоматизации предполагают наличие различных версий, чтобы клиент мог выбирать то, что нужно для решения задач его компании. Так, некоторые модели ТСД выпускаются в нескольких модификациях на обеих платформах. Ярким примером таких устройств можно считать складской индустриальный терминал сбора данных Cipher CP60.

Подведение итогов: так что же выбрать?

По степени быстродействия эти 2 системы практически полностью одинаковы, хотя раньше программы и приложения на Windows CE работали заметно быстрее. Сегодня же терминалы сбора данных оснащаются мощными производительными процессорами, большими объемами оперативной памяти и существенной разницы в работе простой пользователь, вряд ли ощутит.
В общем и целом сама Windows CE проще по своей архитектуре, имеет классический интерфейс рабочего стола (кнопка «Пуск» и т.д.). Данная ОС интересна в первую очередь разработчикам.

И все же это очень хорошо и целесообразно с точки зрения производителей выпускать современные терминалы сбора данных на операционной системе Windows CE, несмотря на высокую популярность Windows Handheld Embedded 6.5.3. Особенно это удобно тем, кто имеет много программ под старые терминалы на CE и не хочет терять свои наработки.

Выбор ОС может объясняться наличием готовых решений на определённой системе. Допустим, компания приобрела драйверы Wi Fi терминала сбора данных для 1С Предприятия на основе Mobile SMARTS для стареньких ТСД. За время использования у сотрудников появились собственные наработки (базы данных с уникальной доработкой от программиста, наборы утилит, программ и т.д.). И вот, спустя несколько лет, когда пришло время менять оборудование, встает вопрос о том, как сохранить эти наработки и продолжить стабильную отлаженную работу. Софт и драйверы, а также библиотеки .NET Compact Framework для Windows Handheld Embedded несовместимы с написанными для Windows CE. При этом на установку и отладку оборудования были затрачены серьезные финансовые, временные и трудовые ресурсы.

Чтобы избежать таких ситуаций, производители продолжают выпускать на рынок терминалы сбора данных на Windows CE, несмотря на огромную популярность Windows Handheld Embedded.

Среди наиболее успешных новинок ТСД на Windows CE следует отметить CipherLab CP55, CipherLab 9700, CipherLab CP60. Их популярность объясняется современной начинкой, продолжительным временем автономной работы, широкими возможностями для программирования и способностью работать в неблагоприятных условиях.

Источник

Операционные системы Windows Embedded для встраиваемых решений

Компьютерные технологии все глубже и глубже проникают в жизнь людей. Сегодня многие не представляют своего существования без мобильного телефона или портативного цифрового музыкального проигрывателя. Никого не удивляет установленный на улице или в вестибюле метро банкомат с функцией выдачи наличных по кредитной карте, автомат для оплаты разнообразных услуг с возможностями погашения кредита, автомат для покупки билетов в кино или на концерт. Приемники кабельного или спутникового телевидения есть во многих квартирах. Цифровые фотокамеры вытесняют, по крайней мере, из любительской съемки пленочные. Что общее у всех этих устройств? Все они содержат внутри себя микропроцессор. Зачастую он достаточно производителен — всего несколько лет назад такая вычислительная мощность была мечтой большинства владельцев настольных компьютеров. Для «оживления» этого микропроцессора и выполнения необходимых функций часто используются операционная система с прикладной программой.
10—12 лет назад, на начальном этапе развития рынка встраиваемых интеллектуальных устройств, у производителя практически не было другого выхода, как под каждое новое устройства заново разрабатывать специализированную операционную систему, жестко интегрированную с прикладной задачей, отвечающей за выполнение тех или иных функций. Помимо временных затрат, такой подход требовал усилий большой команды высококвалифицированных разработчиков. Это, в свою очередь, оборачивалось высокой себестоимостью разработки и, следовательно, высокой стоимостью для конечного пользователя, что сильно ограничивало число потенциальных потребителей. Однако спрос на различные интеллектуальные устройства продолжал расти. Решением проблем стоимости и сроков разработки стало появление специализированных операционных систем, предназначенных для широкого спектра решений. Теперь разработчики смогли сосредоточиться на решении прикладных задач и реализации новых функций, необходимых потребителям.
Сегодня корпорация Microsoft предлагает производителям встраиваемых интеллектуальных устройств и разработчикам целое семейство операционных систем для некомпьютерных интеллектуальных устройств (см. рис. 1).

В это семейство входит несколько классических операционных систем с лицензионным ограничением на использование только во встраиваемых и некомпьютерных устройствах, две ОС широкого применения, ОС, ориентированная на вертикальный рынок, а также версии серверных ОС для создания специализированных сетевых серверов.
Microsoft Windows Embedded CE предназначена для мобильных устройств, терминалов, сотовых и IP-телефонов, мультимедийных устройств, телевизионных приставок, промышленной автоматики и др., где требуется минимальный размер, согласованное действие множества микропроцессорных архитектур, а также работа в условиях жесткого реального времени.
Microsoft Windows Embedded Standard предназначена для использования в банкоматах, игровых автоматах, мощных телевизионных приставках, кассовых машинах, торговых терминалах и информационных киосках, т.е. там, где требуется высокая производительность, защита информации, использование стандартного компьютерного оборудования, минимальные затраты на разработку и использование прикладного программного обеспечения.
Microsoft Windows Embedded POSReady предназначена для рынка систем обслуживания и основана на технологиях Windows XP Professional SP3 с дополнительными возможностями по встраиванию; предоставляет возможность стандартного OEM-развертывания из дистрибутива.
Линейка встраиваемых серверных решений от Microsoft логично завершает линейку встраиваемых операционных систем, позволяя выстраивать инфраструктурные решения на платформе Windows Embedded.
Рассмотрим Windows Embedded CE 6.0 и Windows Embedded Standard 2009 подробнее.

Источник

Различия Windows Mobile и Windows CE в терминалах сбора данных

Краткий обзор рынка

Преимущества перед DOS-терминалами

Windows Embedded Handheld

Windows CE

Подведение итогов: так что же выбрать?

MIPS или ARM?

От выбора архитектуры процессора зависит производительность, а также время разработки и стоимость устройства. В статье подробно описана архитектура MIPS32 ядер М4К и М14К. Сравнение архитектур MIPS32 и Cortex-M показывает преимущества первой.

Архитектура MIPS

Архитектура MIPS впервые была применена в процессоре R2000 в 1985 г. C тех пор она претерпела ряд изменений и сейчас изготавливается в двух вариантах: 32- и 64-рарядном, MIPS32 и MIPS64, соответственно.

В основе MIPS лежит гарвардская архитектура и набор команд RISC. Конвейер содержит 5 уровней (см. рис. 1) и логические схемы, обеспечивающие еще до завершения обработки инструкции быстрый доступ к данным, которые используются следующей инструкцией. Все арифметические и сдвиговые операции выполняются за один цикл. Для ускорения отдельных процессов предусмотрены опциональные специализированные расширения, в число которых входят MIPS16e, SmartMIPS, блок многопотоковых вычислений и модули обработки сигнала и объемного изображения.

Высокое быстродействие MIPS32 отчасти достигается за счет использования высокоскоростных интерфейсов памяти SRAM, кэш-контроллеров с высокой эффективностью и блоков распределения памяти, а также наличия большого набора регистров и ускорителей, выполняющих операции с плавающей запятой. Регистры делятся на два класса: стандартные общего назначения (РОН) и дополнительные для хранения данных или использования в качестве «теневых» регистров, которые привязываются к контроллеру прерывания, чтобы уменьшить время реакции на событие и время переключения между программным и аппаратным обеспечением.

Обработка сигналов улучшена за счет аппаратного блока деления и умножения (MDU) с программной поддержкой инструкций умножения со знаком и без, инструкций деления и умножения с накоплением (МАС). Для команд MDU предусмотрен отдельный конвейер, и они выполняются параллельно с целочисленными операциями. Блок MDU позволяет ускорить вычисление таких функций как БПФ, КИХ или БИХ. Например, МК PIC32 обрабатывает 256 выборок БПФ за 22 тыс. циклов, затрачивая 83 мкс при частоте 80 МГц. Микроконтроллеру STM32 на основе Cortex-M3 для выполнения этих же операций понадобится на 14% больше циклов.

Ядро М4К

Ядро М4К на базе MIPS32 превосходит процессоры ARM семейства Cortex-M по производительности, экономичности расхода энергии и компактности кристалла. Попробуем разобраться, за счет чего удалось этого достичь.

Во-первых, в ядре М4К предусмотрена возможность увеличения количества РОН до 16 наборов по 32 регистра. Эти регистры используются для хранения параметров и значений операндов на кристалле, чтобы уменьшить количество пересылок в модуль памяти и тем самым сократить количество циклов, повысить быстродействие. Регистры общего назначения могут также использоваться в качестве «теневых» для ускорения обработки прерываний.

При обработке прерывания или исключения ЦП определяет, какой из теневых наборов следует использовать. Выбранный набор переводится в активное состояние, после чего вектор прерывания продолжает выполнение. При этом не требуется ни сохранение контекста, ни выполнение восстановления, поскольку только подпрограмма прерывания имеет доступ к активному в текущий момент регистру. Соответственно, сокращается время обработки прерывания и уменьшается количество обращений к памяти, т.к. содержимое регистров сохраняется после обработки предыдущего прерывания или исключения, и загрузка значений из SRAM не производится.

Повышение производительности обеспечено за счет блока MDU и быстродействующей памяти SRAM, доступ к которой осуществляется с малой задержкой. Ядро М4К выполняет операции умножения с накоплением и умножения 32×16 за один цикл, а 32×32 — за 2 цикла. Как мы упоминали выше, благодаря отдельному функциональному блоку, работающему независимо от конвейера, операции умножения и деления выполняются параллельно арифметическим и сдвиговым.

Адресное пространство памяти разделено на область данных D-SRAM и область инструкций I-SRAM, что позволяет одновременно выполнять транзакции с инструкциями и данными. При желании эти области можно объединить, переведя модуль памяти в соответствующий режим (Unified).

В отличие от ARM, где нет возможности управления памятью, интерфейс I-SRAM позволяет использовать память программ для хранения энергонезависимых данных. Также SRAM позволяет прерывать длительные транзакции или отменять выполнение транзакции на любой стадии конвейера и мгновенно реагировать на внешние события, такие как исключения и прерывания (EJTAG).

Еще одна уникальная особенность MIPS32 — аппаратно-программный модуль CorExtend, позволяющий добавлять собственные устройства и расширять набор инструкций пользовательскими командами UDI. Это позволяет осуществлять тонкую оптимизацию всех «проблемных» мест системы, ускорив работу приложения. Например, с помощью CorExtend можно реализовать блок обработки графики, TCP/IP ускоритель, логические схемы безопасности и криптографии, беспроводное управление или интерфейс реального времени.

Модульность архитектуры М4К делает ее очень гибкой. Из большого количества опциональных блоков можно выбрать нужные, сократив количество вентилей и, соответственно, размер кристалла и энергопотребление. К таким блокам относятся модуль отслеживания и отладки (EJTAG), интерфейс для сопроцессора и расширения CorExtend. Кроме того, предусмотрены возможности подключения и отключения функций отладки, установки точек останова, а также выбор количества файлов регистров, скорости работы MDU и типа интерфейса SRAM. Все это позволяет варьировать характеристики ядра, в первую очередь быстродействие, в широких пределах.

Немаловажное значение имеет набор аппаратных и программных инструментов, которые предлагаются производителем для упрощения разработки, ускорения тестирования и оценки конечного проекта. Среди них можно отметить отладочный щуп EJTAG System Navigator™, набор инструментов GNU с поддержкой ОСРВ и Linux, симуляторы Cycle Accurate и Instruction Accurate, оценочные платы и пакет Navigator Integrated Component Suite. Помимо этого компания MIPS Technologies предлагает программную среду разработки с поддержкой всего спектра инструментов для MIPS. Наконец, создано сообщество сторонних производителей средств разработки. Вместе эти инструменты обеспечивают всестороннюю и полную поддержку проектирования на базе MIPS.

Сравнение архитектур ARM и MIPS

Оба ядра MIPS32 и ARM Сortex-M имеют 32-разрядную шину данных и сокращенный набор команд RISC. Однако на этом их сходство кончается. Изначально компания MIPS Technologies занималась разработкой высокопроизводительных рабочих станций и серверов, в то время как ARM начинала как разработчик процессоров для мобильных аппаратов начального уровня.

По сравнению с семействами ARM Сortex-M процессоры M4K имеют более высокое быстродействие. Частично это обусловлено более эффективной структурой набора команд (ISA — instruction set architecture) и оптимизированными программными средствами, но в большей степени это достигается за счет самой архитектуры MIPS. Перечислим основные различия между ядрами.

1. Процессоры MIPS имеют 32 встроенных регистра общего назначения, ARM — только 16.

2. В процессорах MIPS предусмотрены «теневые» регистры, позволяющие ускорить функции сохранения и восстановления при обработке прерываний. Соответственно, на контекстное переключение уходит меньше циклов.

3. В архитектуре MIPS большая часть команд содержит только одну операцию, а инструкции ARM выполняют несколько операций перед записью в регистр (смена операнда, проверка бита состояния и др.). За счет этого MIPS имеет более высокую тактовую частоту.

4. В MIPS более простая система адресов, за счет чего также повышается рабочая частота.

5. В процессорах ARM широко используются предсказатели ответвлений, что усложняет логические схемы и замедляет работу. В архитектуре MIPS они не требуются, поскольку конвейер содержит 5 уровней, а не 3, как в ARM.

6. В отличие от MIPS, в ARM не предусмотрена отложенная передача управления, поэтому при меньшей глубине конвейера обеспечивается более высокая эффективность.

7. Архитектура MIPS реализована как в 32-, так и в 64-разрядном варианте, что обеспечивает полную совместимость устройств с предыдущими поколениями.

Как показывает тестирование в от-
крытой среде CoreMark [1], микроконтроллер PIC32 с ядром М4К обгоняет микроконтроллеры NXP и STMicroelectronics на базе ядра Cortex-M3 на 20—50%, а МК NXP на основе Cortex-M0 —
на 63%, даже несмотря на то, что М4К выполняет два цикла ожидания при обращении к памяти, а Cortex-M — ни одного. Скорость работы М4К достигает 1,5 DMIPS/МГц, в то время как Cortex-M3 выполняет до 1,25 DMIPS/МГц, а Cortex-M0 — до 0,9 DMIPS/МГц.

За счет более высокой производительности ядра приложения на ядре М4К могут работать на меньших тактовых частотах, потребляя меньше энергии. В ядре М4К предусмотрено несколько функций управления мощностью, в т.ч. контроль активной мощности с помощью использования стробирования синхросигнала и поддержки режима пониженного потребления энергии.

Большая часть энергии расходуется схемой синхронизации и регистрами. Расширенное управление стробированием синхросигнала позволяет отключать выбранные неиспользуемые области ядра. Команда WAIT переводит ядро в режим ожидания, в котором внутренний тактовый генератор и конвейер временно приостанавливаются. При наступлении события или сброса ядро возвращается к нормальному режиму работы. В таблице 1 сведены величины энергопотребления для Cortex-M3 и М4К, произведенных по технологическим нормам 180 нм и 90 нм, оптимизированных по быстродействию или площади кристалла. Как видно, на одной и той же тактовой частоте ядро М4К заметно превосходит Cortex-M3 как по потреблению, так и по эффективности расхода энергии.

Табл. 1. Характеристики M4K и Cortex-M3 при различных технологических нормах и параметрах оптимизации

Источник

Не пропустите наши новые статьи:

Windows ccm что это

Windows cbspreview что это

Windows cardspace что это

Windows cardspace что это такое

Windows cardspace что это за служба

0 0 голоса

Рейтинг статьи

0 комментариев

Старые

Новые Популярные

Межтекстовые Отзывы

Посмотреть все комментарии

Рис. 1. Структура конвейера в архитектуре MIPS32: I – выбор команды (доступ к памяти команд I-SRAM и флеш-памяти); E – выполнение ( чтение файла регистров, АЛУ); M – доступ к памяти данных (D-SRAM); A – выравнивание/накопление; W – обратная запись в файл регистров