MBL251 揭开嵌入式Windows XP神秘面纱 之二：开发工具介绍与演示

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1 MBL251 揭开嵌入式Windows XP神秘面纱 之二：开发工具介绍与演示
Title: Unveil the mystery of Windows XP Embedded (2) - Intro and Demo of Key Technologies 大家好！非常欢迎大家选择这门课程，揭开嵌入式Windows XP的神秘面纱之二：开发工具介绍与演示。请问，在座有多少今天一早８点听了本系列之一：入门导引？好谢谢。 首先我还是来自我介绍一下：名字，复旦。。。。在座有复旦校友吗？好咱们一起吃饭. …佛罗里达州立大学硕士学位。毕业后加入微软，担任设备驱动程序技术支持。曾帮助诸如IBM, 戴尔(Dell),昆腾 (Quantum)等国际知名大公司成功开发各种存储设备驱动器。之后担任Windows核心操作系统开发部门的软件工程师，项目组长，参与了Windows XP 64 bit 版本, Windows Server 2003, Windows Vista 在多项可靠性技术上的研发过程，比如全新的硬盘错误自动诊断，系统启动恢复环境等等。全程参与了Vista 测试版1 和测试版2的开发设计测试。现任移动嵌入设备部嵌入式Windows的项目经理。我的任务就是让用户像在座的各位对我们的产品更加满意，及时对您的需求做出反应，包括通过 , 电话，实地救场等等，将您的意见建议带到产品开发设计里，帮助您和您的客户成功。今天我很高兴我的客户朋友是我的同胞. 工作之外，我还是微软总部华人协会董事会的成员，负责组织慈善献爱心，社区多样性建设和个人事业发展等活动。 。。。

2 课程内容概述 本课程将在嵌入式Windows XP操作系统“入门导引”课程的基础上，进一步了解该平台的组成因素和其在开发和部署等方面的关键技术，演示若干开发案例从头至尾的流程(如中文版的迅即开发)。您还将有幸对于本年底发行目前仍在开发测试中的最新功能包先睹为快，同时聆听未来嵌入式Windows平台的发展方向，有助于您尽早准备，走在行业前端！ 本课程主要面向技术开发人员，让您能很快把握技术要领，着手开发。 言归正传。这门“入门导引”课程是两个系列课程之二，还是一个入门介绍的课程，但是个主菜了，能让你吃饱，而非只是“尝鲜”了。 在我开讲之前，我还是想先问问大家，有多少人知道嵌入式Windows XP这个产品？在座有多少是嵌入式程序开发员？大家都用的是什么平台呢？嵌入式程序开发的关键问题？ 好的，如果哪位是嵌入式Windows XP 的行家高手了，很欢迎上台来和我一起来讲课,传道授课解惑。三人行，必有我师嘛。 Overview of the presentation: This presentation moves on one step further from the 1st intro talk. It will explore the key elements in XPe’s development, deployment, servicing/update process; will demo some end-to-end scenarios (such as CHS version with MUI package). It will also take a look at the feature pack to be released, and discuss the future of EW platform.

3 课程内容安排 回顾“入门导引”课程内容 嵌入式Windows XP的组件模式 嵌入式Windows XP的开发工具
Agenda: Review “1st intro” course XPe Components XPe Tools XPe EEFs XPe latest development & future

4 回顾“入门导引”课程内容 12/5/2018 8:37 AM Review 1st session 4
© 2006 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

5 “入门导引”课程复习 移动和嵌入式设备概览 嵌入式Windows XP的优势特点 使用嵌入式Windows XP开发设备及投放市场
Agenda of 1st session

6 如何开发？ 开发者要考虑的关键任务： 开发软件提供： 开发 部署 组件 工具 使嵌入式功能
开发任务：整个开发是一条链。主要会讲开发和部署，很快地提及维护部署。如果对维护部署有兴趣，可以课后找我。 在我准备这个幻灯片时，就考虑什么讲课顺序/逻辑最容易大家接受。决定从该软件包所提供了什么东西的角度最合适。他们会串起这个开发链。接下来我就来先回顾一下开发过程。 比喻：积木造房子 How to use XPe to develop? Key tasks of developers: Develop Deploy Serving Toolkit includes Tools Components EEFs

7 开发流程概览 目标分析器 组件设计器 目标设计器 硬件定义 应用程序组件 应用程序，操作系统 和嵌入式功能 组件 应用程序 二进制 文件
映像 应用程序，操作系统 和嵌入式功能 组件 应用程序 二进制 文件 操作系统组件：硬件，软件 嵌入式 Windows XP 组件数据库

8 部署流程概览 目标设计器 远程安装 SDI 映像 远程启动 克隆和再封装 重新构建 操作系统映像 发布到网站 设备更新代理 操作系统 映像
补丁/ 更新 发布到网站 设备更新代理

9 嵌入式Windows XP的 组件模式 12/5/2018 8:37 AM XPe Components 9
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10 组件模式 组件化的Windows XP专业版 相同的二进制字节文件 完整的Win32和.NET 开发界面 支持所有Windows设备驱动程序
Service Pack 2安全工具 Windows防火墙 IPsec SmartCard支持 Kerberos 加密文件系统和NTFS .NET 2.0 SP2 Security highlights Kerberos: For domain authentication Tools & Developers: same expertise of XP ; MVP; product team Components Componentized version of Microsoft Windows XP Professional Same binaries as Windows XP Professional Full Win32 and .net API Bug for bug compatible protocols Support for all Windows Device Drivers Service Pack 2 security tools Windows Firewall IPsec SmartCard support Kerberos Encrypted file system and NTFS Access to the best tools and developers 1,600 partners in 55 countries Community

11 组件 XML 包装的组件 每一组件包含 约1000个操作系统组件 约9000个设备驱动程序 削简的组件依赖项 文件资源 设置 注册表状态
帮助文字 用于安装的定制操作 依赖项的定义 What is a component? XML, like a container Reduced dependencies: reduce footprint Setup custom action: during setup Referred as SLD file, or slide file XML wrapped components ~1,000 OS components ~9,000 device drivers Reduced component dependencies Each component contains File resources Settings, with DHTML Configuration UI Registry state Dependencies Help text Setup custom actions

12 组件宏 宏实现了快速的原型开发 设计模板 助手宏 技术宏 机顶盒 家用网关 信息家电 验票机 服务点设备 硬件定义 相关功能组件的集群
DirectX, Internet Explorer等 Container Helper macro: hardware definition Technology Macro: for technology like Direct X, so you don’t have to remember it again Benefit: rapid development; change things at a high level together, such as vendor’s name == Component Macros Macros enable rapid prototyping Design templates: Starting point for device development Set Top Box Home Gateway Information Appliance Kiosk Network Attached Storage Point of Sale Windows Based Terminal Helper Macros A generic set of components that allows the user to quickly build a run-time image without identifying specific hardware Eliminates tasks by configuring commonly-used settings Technology Macros Aggregation of functionally related components DirectX, Internet Explorer, etc.

13 组件数据库 组件和宏的元数据存储于SQL数据库 组件存储库(二进制文件)存储在文件系统里
本地的数据库: 微软数据引擎MSDE或微软SQL服务器 组件存储库(二进制文件)存储在文件系统里 数据库更新和Service Pack 1, Service Pack 2同步 正式发布版的组件和更新的服务包的组件 所有的快速修补工程更新(QFE) Service Pack 2的安全功能优化 Component Database Components and Macros metadata stored in SQL Database Local database in MSDE Shared database in SQL Server Component repository (OS binaries) in file system Database Updates with Service Pack 1, Service Pack 2 Unmodified RTM components and updated Service Pack components All QFEs Security improvements for Service Pack 2

14 嵌入式Windows XP的 开发工具 12/5/2018 8:37 AM XPe tools 14
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15 开发工具一览 目标分析器 组件设计器 组件数据库管理器 目标设计器

16 目标分析器：开发的起点 简化了为目标硬件而配置操作系统映像的过程 是运行于目标设备上的应用程序 产生目标硬件的XML定义 (.pmq文件)
设备号，设备描述，设备制造商名等 目标硬件定义可以被 导入组件设计器，为识别了的硬件的驱动程序产生组件及其依赖项 导入目标设计器，为配置加入适当的设备驱动器 可在Windows XP, Windows PE, DOS上运行 Target Analyzer simplifies configuring OS image for target hardware Application that runs on target device Generates XML definition of target hardware (.pmq file) Hardware definition Imported into Component Designer creates component with dependencies on the identified hardware drivers Imported into Target Designer, adds appropriate device drivers to configuration Runs under Windows XP, Windows PE, DOS

17 组件设计器 用于组件的创建和编辑 开发人员指定 组件被保存成.sld文件 名称, 版本, 作者等 文件和注册表数据 组群或文件的依赖项
组件类别成员资格 构建顺序的依赖项 必需的系统资源 组件被保存成.sld文件 文件和元数据被分别导入至存储库和数据库 Component Designer Creation and editing of components for use on embedded devices Developer specifies Name, version, author, etc. Files and Registry data (from local PC) Group or File dependency (from Component DB) Component category membership Build order dependencies Required system resources Component saved as .sld file Files and metadata are imported into repository and database

18 目标设计器 组件选择 可以选择宏和组件 按类别浏览 搜索和过滤 足迹大小影响的预选估计 组件帮助
Target Designer Component selection Selection of macro or component Browse by category Search and filtering Pre-selection estimation of footprint impact Component help

19 目标设计器 配置 操作系统的配置包含 组件的配置 等同于常规操作系统 安装时的配置 硬件支持 文件系统 机器名 页面文件 目标硬盘
随组件不同而变化 等同于常规操作系统 安装时的配置 Target Designer Configuration OS and Components are configured for target device OS Configuration Hardware support File system Machine name Pagefile Destination drive etc. Component Configuration Varies by component Configurable through DHTML Equivalent to OS setup time configuration

20 目标设计器 依赖项检查 基于依赖项而发现和 添加必需的组件 任务表会提醒用户基于 类别来选择组件 TD Check dependencies
Identifies and adds required components based on dependencies Task list prompts user for component selection based on category

21 目标设计器 构建目标映像 构建一个可启动的操作系统 产生包含操作系统文件的文件系统夹 基于在配置中的组件的资源信息和设置
形成注册表配置单元, 文件夹，并将二进制字节文件植入文件夹 产生包含操作系统文件的文件系统夹 拷贝到可启动的分区 启动该分区 首次启动代理程序进行在线的配置 Target Designer Build target image Builds a bootable OS Registry hives, folders and populating binaries to folders Based-on resource information and settings of components in the configuration Generates file system folder containing OS files Copy to bootable partition Boot First Boot Agent runs for online configuration

22 快速构建一个简体中文版的 嵌入式Windows XP操作系统 Demo runtime with CHS MUI多种语言用户界面

23 部署映像至目标硬件 本地双重启动 切换硬盘启动 压缩闪存启动 光盘启动 网络启动 远程安装 Remote install
用Windows PE本地或通过远程安装服务器启动 SDI管理器用来下载和安装映像 远程修复 目标硬盘加载到户主机 Deploying an Image to Target HW Local Dual Boot Swap Hard drives Use compact flash CD-ROM Network boot Boot using WinPE locally or over RIS SDIMgr used to download and install image Remote recover Target hard-drive mounted on host

24 嵌入式Windows XP的 使嵌入式功能 12/5/2018 8:37 AM EEFs 24
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25 使嵌入式功能技术 首次启动代理 (FBA) 系统部署映像(SDI) 映像克隆和再封装 远程启动 设备更新代理
支持映像在首次启动中配置和定制 系统部署映像(SDI) 操作系统映像的格式和配套工具 映像克隆和再封装 大量部署映像到几乎一致的硬件 远程启动 支持通过PXE从服务器启动 设备更新代理 轻量配备的维护客户端 优化的写过滤器 (Enhanced Write Filter, EWF) 保护嵌入式设备的操作系统分区 休眠一次恢复多次 (HORM) 支持休眠和快速启动 光盘启动 “El Torito” 的实现机制支持使用只读系统介质启动 XP is powerful, but not suitable for embedded scenarios Embedded Enabling Technologies First Boot Agent (FBA) Allows image configuration and customization at first boot SDI OS Image format and supporting tools Image Cloning and Reseal Mass deployment of near identical images Remote Boot Allows booting from server via PXE Device Update Agent Light-weight servicing client Enhanced Write Filter Protect OS partition in embedded devices Hibernate Once Resume Many Allows hibernation and faster boot CD-Boot “El Torito” implementation uses read-only media for system

26 首次启动代理 (FBA) 对运行时映像完成类似于 常规操作系统的构建安装 在首次启动时执行一次 命令行的关机和重启命令 安全功能的安装
即插即用设备的检测 网络配置 动态连接库的注册 注册表配置单元文件 为组件配置的定制操作 命令行的关机和重启命令 用于无头设备 FBA Executes once at first boot Security installation Plug and Play device detection Network configuration DLL registration Registry hive files Custom actions for component configuration Directives: Generic commands, DLL registration, RunOnce,… Phase Shutdown and Reboot commands in commandline Useful for headless devices

27 系统部署映像(SDI) 便于可携带的嵌入式Windows XP映像的文件格式 用于构建，编辑和提取映像的工具 虚拟硬盘技术
分区的，格式化的，可启动的 用于构建，编辑和提取映像的工具 SDI加载器 图形化工具 创建，加载，和卸载SDI文件如硬盘一般 SDI管理器 用来非在线处理SDI文件的命令行工具 Remote install, remote boot heavily use it SDI Stands for storage device image is a virtual disk drive for staging and managing XPe images Simulates a storage medium by using a disk image file residing on the current file system SDI is a portable file format for Windows XP Embedded images Virtual disk drive Disk image backed by .sdi file Partitioned, formatted, bootable Tools for building, editing and extracting images SDI Loader GUI tool Creating, mounting, dismounting SDI files as drives SDI Manager Command-line tool for manipulating SDI files off-line

28 映像克隆和再封装 在几乎一致的硬件上的大量部署 由“系统克隆工具”组件实现 使用SDI来部署再封装后的映像
运行时调整设备系列号，MAC地址，安全身份证等 由“系统克隆工具”组件实现 “安全身份证”的嵌入式解决方案 两个阶段: 克隆和再封装 允许首次启动代理做配置 允许系统安装完成后，手工再安装 其他应用程序 使用SDI来部署再封装后的映像 Image Cloning and Reseal Reseal is done on master hardware and can be performed at a certain FBA phase Cloning is done on the duplicate system, after FBA completes the remaining phases that were not finished on the master device Mass deployment on nearly identical hardware Run-time image must be adjusted for serial number, MAC address, SID, machine name, etc. Include the System Cloning Component Two phases: reseal and cloning Allows FBA configuration Allows manual installation of applications post build Use SDI to deploy resealed image

29 系统克隆过程概览 System Cloning: Process Overview

30 优化的写过滤器(EWF) 使得Windows XP嵌入式化 提供开发界面允许对其通过程序控制
允许从只读介质启动 保护操作系统分区 无需重新设计应用程序 通过“覆盖”实现: 将写入操作重定向到不同存储位置 硬盘模式覆盖 RAM模式覆盖 RAM Reg模式覆盖 提供开发界面允许对其通过程序控制 打开或关上该过滤器 提交修改了的变化 Enhanced Write Filter Enhanced Write Filter – Makes Windows XP, Embedded Allows booting from read-only media Protects operating system partition Not necessary to redesign applications EWF API allows control of EWF Turn EWF On/Off Commit Changes

31 优化的写过滤器(EWF) 覆盖 原有硬盘 1) 从硬盘读数据 2) 将数据写回硬盘 3) 再次读数据 FBWF???
EWF concepts and overlay Read Data from the Disk Write Data back to the disk Read Data again 原有硬盘

32 优化的写过滤器(EWF)的基本功能 EWF Demo: Enhanced Write Filter
EWF Management Console Application EnableAutoLayout (no need for FP2007) Task Manager Shell Windows Accessaries

33 操作系统足迹 配置样本 167 信息家电 138 高级机顶盒 119 家用网关 114 网站服务器 111 网络附载存储设备 100
操作系统足迹 配置样本 167 信息家电 138 高级机顶盒 119 家用网关 114 网站服务器 111 网络附载存储设备 100 服务点设备 92.3 验票机 75.4 基于Windows的终端 58.8 基本机顶盒 42.8 简单的标准用户登录环境 11.3 简单的单用户登录环境 3.72 最小核心 映像大小 (未压缩的,兆字节) 设备案例 OS Footprint Sample configurations

34 开发流程回顾 目标分析器 组件设计器 目标设计器 硬件定义 应用程序组件 应用程序，操作系统 和嵌入式功能 组件 应用程序 二进制 文件
映像 应用程序，操作系统 和嵌入式功能 组件 应用程序 二进制 文件 嵌入式 Windows XP 组件数据库

35 部署流程回顾 目标设计器 远程安装 SDI 映像 远程启动 克隆和再封装 重新构建 操作系统映像 发布到网站 设备更新代理 操作系统 映像
补丁/ 更新 发布到网站 设备更新代理

36 嵌入式Windows XP 最新发展动向 12/5/2018 8:37 AM XPe Latest development & future
36 © 2006 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

37 最新动态: 功能包2007即将正式发行！ 本年初开始计划设计 7月31日发布了社区技术预览版 仍在紧锣密鼓的开发测试中 今年第四季度正式发行
最新动态: 功能包2007即将正式发行！ 本年初开始计划设计 7月31日发布了社区技术预览版 目前有超过1200人次下载试用 用户提交了近50个Bug 仍在紧锣密鼓的开发测试中 今年第四季度正式发行 Feature Pack 2007 – Timetable Planning starts early 2006 CTP in end of July: ~1200 downloads & ~50 bugs from customers Still under development & testing RTM in 4th quarter May have a demo if we’ll have articles written on windowsfordevices.com

38 功能包2007 - 所含内容 新加功能 足迹缩减和组件化 使嵌入式功能的优化 开发工具的优化 从USB启动 基于文件的写过滤器
Internet Explorer 6.0的代码重构 系统管理服务器 (SMS)客户端组件足迹缩减 SQL Express 2005的组件化 .NET Framework 2.0的组件化 使嵌入式功能的优化 对优化的写过滤器的优化 首次启动代理与Windows组件的更好的集成 开发工具的优化 命令行开发工具 FP 2007: what’s inside (copy from connect site on feature description)

39 功能包2007 - 如何试用 第一步：下载 第二步：使用 第三步：反馈 欢迎试用！谢谢！
通过微软客户联接网站 第二步：使用 第三步：反馈 新闻组讨论 实时聊天 提交bug FP 2007: how to participate the test run Download Run it Feedback Newsgroup Chat Submit bugs 欢迎试用！谢谢！

40 带有嵌入性限制的Windows Vista
未来方向 2006 2007 未来 嵌入式Windows XP功能包2007 嵌入式Windows XP的未来版本 带有嵌入性限制的Windows Vista 时间和功能可能会有变动. Page 40

41 本课程回顾 回顾“入门导引”课程内容 嵌入式Windows XP的组件模式 嵌入式Windows XP的开发工具
XML包装，组件宏，组件数据库 嵌入式Windows XP的开发工具 目标分析器，组件设计器，目标设计器 嵌入式Windows XP的使嵌入式功能 FBA, SDI, 克隆和再封装, EWF 嵌入式Windows XP的最新发展动向

42 马上动手! 安装 构建 加入 酷设备并与我们分享: msdn.microsoft.com/embedded/community
功能完整的XPe SP2试用版 最新功能包试用版： 酷设备并与我们分享: msdn.microsoft.com/embedded/community 嵌入式Windows合作伙伴项目

43 聊天: http://msdn.microsoft.com/chats 博客:
网站 新闻组: microsoft.public.windows.xp.embedded 聊天: 博客: 微软嵌入式系统每月通讯DevWire: Community Resources 在正式进入问答前，我想再次感谢大家来到这门课程，耐心地听完了整堂课，难能可贵。我希望对您和您的公司的近期的或是长远发展的发展会有所帮助。请不要介意联系我，我会一直在这个会议中心知道明天中午。欢迎大家来聊聊。无论是嵌入式Windows XP，还是其他我所了解的微软的技术，或者是微软一般的企业文化，微软华人协会等等。如果你想要看更多的演示，也欢迎来找我。帮助中国企业成功是我作为中国人的一个光荣职责，也是微软公司的共赢理念的体现。我们一起共创新高！

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46 每一映像的核心组件 NT加载器 - 常规NT加载器或EWF加载器 界面外壳 – 浏览器式, 命令行式, 任务处理器式, 或自定义
界面外壳 – 浏览器式, 命令行式, 任务处理器式, 或自定义 用户登录环境 – 单用户环境或标准Windows用户环境 硬件抽象层 – 标准PC或ACPI 磁盘介质 – 硬盘 语言 – 英语或其他本地化语言 文件系统 – FAT或NTFS Core Components For Every Image NT Loader - EWF Loader vs. NT Loader Shell – Explorer, Command, Task Manager, Custom Logon – MinLogon or Windows Logon Standard HAL (aka Computer component) – Standard PC or ACPI Disk media – hard drive Language File System – FAT or NTFS