Généralités

1. Généralités Généralités

2. Objectif du chapitre • Présentation de notions de base • Système temps réel • Système embarqué • Configurations de base • Process, thread, tâche • Operating System (OS) • Architecture mémoire Généralités

3. Système PC et système embarqué • PC ou station de travail • Prix élevé • Processeur très puissant • Mémoire de grande taille • OS adapté à de nombreuses applications • Système embarqué • Contrainte de prix • Processeurs de consommation minimale • Mémoire limitée • OS dédié à l’application souhaitée Généralités

4. Système embarqué • Embedded system • Système enfoui • Image en ROM ou en FLASH • Exemples • Injection électronique • Téléphone portable • Appareil photo numérique • … • Système éventuellement modifiable par téléchargement Généralités

5. TEMPS RÉEL • Système qui doit faire un ensemble d’actions dans un temps imparti • Temps réel critique : résultat catastrophique si le temps imparti est dépassé • Temps réel mou : résultat non catastrophique et cependant encore utile malgré le non respect des contraintes de temps Généralités

6. Objectifs de CE 4.x • OS entièrement réécrit « from scratch » (CE 3.X) • OS compact et modulaire • Construit à partir d’un catalogue de composants • OS temps réel mou • Peut couvrir 90% des besoins temps réel actuels • Nombreuses possibilités de communication • Réseaux filaires et sans fils (Bluetooth, WiFi) • Orienté multimédia et multilingue • Grand nombre de codecs audio et vidéo • Nombreux langages (chinois, coréen, japonais…) Généralités

7. Outils de développement • Platform Builder • Construction de l’OS : Kernel + BSP • Construction d’applications simples • Téléchargement et debug sur émulateur et cible • Embedded Visual C++ • Applications C++ natives complexes • Téléchargement et debug sur émulateur et cible • Visual Studio.net • Applications en : C++, C#, VB.net, etc. • Nécessite le Compact FrameWork • Téléchargement et debug sur émulateur Généralités

8. Processeurs supportés Généralités

9. Création de l’OS • Construction à partir du catalogue de composants • On met dans le noyau un à un tous les composants désirés • Utilisation de configurations préétablies, orientées pour cibler des applications • En fonction du projet à réaliser choisir une configuration proche des besoins comprenant un ensemble de composants de base • Retirer les composants inutiles • Ajouter les composants manquants Généralités

10. Configurations de base (1) • Digital Media Receiver • Appareils légers gérant l’audio et/ou la vidéo • Enterprise Terminal • Points de vente, caisses enregistreuses, bornes libre service • Enterprise Web Pad • Client internet sans fil avec interface tactile • Gateway • Partage de connexions internet sur de petits réseaux privés • Industrial Controller • Applications industrielles avec ou sans interface homme-machine • Internet Appliance (Borne Internet avec écran et clavier) Généralités

11. Configurations de base (2) • IP Phone • Voix sur IP avec ou sans graphisme • Mobile Handheld • Assistants personnels de poche (PDA) • Mobile Phone (téléphonie mobile) • Set Top Box • Appareils connectables à la télé (internet, décodeurs…) • Tiny Kernel (Noyau minimal) • Windows Thin Client • Petite configuration permettant la prise de contrôle à distance d’un poste de travail ou d’un serveur en utilisant le protocole RDP (Remote Desktop Protocol) Généralités

12. ARCHITECTURE APPLICATION NOYAU STANDARD ADAPTATION HARDWARE Généralités

13. BOARD SUPPORT PACKAGE (BSP) • La couche d’adaptation est à la charge du concepteur du hardware • Elle comprend • des fonctions d’adaptation au hardware OAL (OEM Adaptation Layer, OEM:Original Equipment Manufacturer) • un certain nombre de drivers (pilotes de périphériques) • Le Boot Loader • L’ensemble de cette couche est appelé BSP • Des BSP existent pour des cartes industrielles de référence Généralités

14. PROCESS (CE4.2) • Un process ou processus est une instance d’application en cours ou en attente d’exécution • Allocation de ressources au niveau du process • 32 MB d’adressage virtuel par process • Un process démarre avec un seul thread (Primary Thread) mais il peut créer d’autres threads • Plusieurs threads peuvent s’exécuter simultanément • Un process peut aussi créer d’autres process • Windows CE peut gérer jusqu’à 32 process simultanément Généralités

15. PROCESS (CE6.0) • 2 GB d’adressage virtuel par process • CE6.0 peut gérer jusqu’à 32000 process simultanément Généralités

16. THREAD • La plus petite unité d’exécution • Plusieurs threads peuvent s’exécuter simultanément • Les threads ont accès à l’ensemble des ressources du process • Ordonnancé (schédulé) par le noyau • Quantum de temps configurable (100ms) • Préemptif • 256 niveaux de priorités • Priorité tournante pour des threads de même priorité Généralités

17. Synchronisation des tâches • Il est bien évident puisque les threads peuvent s’exécuter simultanément qu’il faut coordonner les exécutions pour obtenir un résultat valide dès que plusieurs threads sont en jeu • Une situation désespérée se présente lorsque une tâche est bloquée en attente d’un résultat d’une autre tâche (voire sur elle-même) et réciproquement • Nous consacrerons un chapitre à ce sujet • Dans certains cas, l’inversion de priorité suffit Généralités

18. Inversion de priorité • Si un thread A de haute priorité est en attente d’une ressource bloquée par un thread B de moindre priorité, la priorité de B est alignée temporairement sur celle de A pour permettre la libération de la ressource bloquante • Ce mécanisme qui peut perturber le fonctionnement déterministe d’un système, est à éviter dans la mesure du possible Généralités

19. Système de base NOYAU (1) • Principaux blocs constitutifs KERNEL GWES DEVICE MANAGER FILESYS DEVICE DRIVERS OAL Généralités

20. NOYAU (2) • KERNEL • OS minimal ; il gère les process, les threads, la mémoire, les interruptions, etc. • GWES (Graphics Windowig Events Subsystem) • Gère l’interface graphique et les entrées-sorties (I/O) des utilisateurs • DEVICE DRIVERS • Native Drivers : interface utilisateur de base sauf clavier, écran et souris qui sont gérés par GWES et chargés lors du boot • Stream Drivers : gérés par le Device Manager Généralités

21. NOYAU (3) • DEVICE MANAGER • Gère les Stream Drivers : charge lors du boot ceux qui sont listés dans la Registry • Gère de manière dynamique les drivers chargeables à la demande • FILESYS • Gère le système de fichiers, la registry et la Property Data Base (base de donnée non hiérarchisée pour stocker des adresses, des mails et des informations) Généralités

22. PROCESS SYSTÈME • Windows CE utilise 4 des 32 process disponibles • NK.EXE et COREDLL.DLL • FILESYS.EXE • DEVICE.EXE • GWES.EXE Généralités

23. Architecture mémoire • Espace virtuel de 4 GB • Partage mémoire • Adresses de 0 à 2GB : user mode (process) • Adresses de 2GB à 4GB : kernel mode (system) • Mémoire user mode ou mode application • 33 slots de 32MB • 32 slots pour les process (numéros 1 à 32) • 1 slot pour le process en cours (numéro 0) • Le reste (1GB moins 32MB) est partagé entre tous les process Généralités

24. Gestion mémoire • Mémoire gérée par le mécanisme de pages à la demande • Page de 4KB ou de 1KB suivant les versions de CE et les processeurs cibles • Possibilité de réserver des régions de 64KB • Les process s’exécutant dans des slots distincts il y aura un problème de communication entre process Généralités

25. Conclusion • Survol de quelques notions de base des systèmes d’exploitation appliquées à nos développements avec Windows CE Généralités