（計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專業(yè)論文）小型化心電圖儀的系統(tǒng)構(gòu)建與濾波算法設(shè)計.pdf

中文摘要 摘要：本課題提出的“小型化標(biāo)準(zhǔn)1 2 導(dǎo)聯(lián)心電圖儀”，是一款手持式、低功 耗、低成本，但功能完善的心電圖設(shè)備。該心電圖儀按功能分為主控、采集、處 理和顯示三大模塊，其核心采用三星電子的$ 3 c 2 4 1 0 aa r m 芯片，以w i n d o w sc e5 0 作為操作系統(tǒng)平臺。 本文著重論述 w i n d o w sc e5 0 嵌入式操作系統(tǒng)的構(gòu)建過程以及心電圖噪聲濾 波算法的實現(xiàn)與比較。其中在系統(tǒng)構(gòu)建方面主要描述$ w i n d o w sc e5 o 操作系統(tǒng) 平臺下的b o o tl o a d e r 、o a l 的開發(fā)和移植，顯示驅(qū)動、觸摸屏驅(qū)動的開發(fā)與移植。 在濾波算法方面，由于考慮到系統(tǒng)的資源的有限，而且心電圖數(shù)據(jù)的顯示與繪 制會占用較多的c p u 與內(nèi)存資源，為了能處理來自1 2 導(dǎo)聯(lián)的心電圖數(shù)據(jù)，心電圖的 濾波算法應(yīng)該主要以效率高、實時性為目標(biāo)。本課題實現(xiàn)的濾波算法中是基于自 適應(yīng)模板的濾波器，利用m a t l a b 對實際的心電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行了算法的測試，通過分 析與比較該濾波器對心電圖濾波后的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)它的濾波效果基本能滿足實際的 應(yīng)用需要，最重要的是它的計算量非常小，執(zhí)行效率很高，完全能夠滿足實時濾 波的需求。 關(guān)鍵詞：心電圖；自適應(yīng)濾波器；a r m ；w i n c e 分類號：1 2 4 7 7 2 4 a b s t r a c t a b s t r a c t ：t h e “m i n i a t u r i z e ds t a n d a r dl2l c a d se c gd e v i c e a d v a n c e di nt h i s s u b j e c ti sah a n d h e l de c g d e v i c ew h i c hi sl o w - p o w e r 。l o w - c o s ta n dh a sw h o l eb a s i c f u n c t i o n s t h i se c gd e v i c ei n c l u d e sc o n t r o l l i n gm o d u l e g a t h e r i n gm o d u l ea n dd i s p l a y m o d u l eb yf u n c t i o n s i t sk e r n e lu s e st h es a m s u n g2 4 1 0 aa r mm i c r o p r o c e s s o ra n d t a k e sw i n d o w sc e 鵲i t so p e r a t i n gs y s t e m t h i sp a p e re m p h a s i z et h ec o n s t r u c t i o np r o c e d u r eo f w i n d o w sc e5 0e m b e d e d o p e r a t i n gs y s t e ma n dt h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no f e c gn o i s e sf i l t e r 1 1 1 ec o n s t r u c t i o n p r o c e d u r ei n c l u d e sd e v e l o p i n ga n di m p l a n t i n gw i n d o w sc e 5 0b o o tl o a d e ra n d o a l ，d e v e l o p i n ga n di m p l a n t i n gd i s p l a yd r i v e ra n dt o u c hs c r e e nd r i v e r f r o mt h es y s t e mv i e w ，t h e r ei sl i m i t e ds y s t e mr e s o u r c e ，a n dt h ed i s p l a y i n ga n d d r a w i n go fe c gd a t an e e dal o to fc p ua n dm e m o r yr e s o u r c e s ，t h e r e f o r et h em a i n o b j e c to ft h ef i l t e ri sh o wt op r o c e s st h ed a t af r o m1 2l e a d si nr e a l - t i m e t h i ss u b j e c t r e a l i z e saf i l t e rb a s e do ni n t e g e rc o e f f i c i e n t sd i g i t a lf i l t e ra n dt e s t si tb ye c gd a t ai n m a t l a b 1 1 1 i sf i l t e ri sf o u n db ea b l et os a t i s f yt h er e q u i r e m e n to fp r a c t i c a la p p l i c a t i o n a f t e ra n a l y s i z i n ga n dc o m p a r i n gt h ef i l t e r e dr e s u l la n dt h em o s ti m p o r t a n tt h i n gi st h i s f i l t e rn e e df e wc a l c u l a t i o n sa n di sv e r ye f f i c i e n t i tj ss u i t a b l ef o rr e a l t i m ef i l t e r i n g k e y w o r d s ：e c g ；l c d ；a d a p t i v ed i g i t a lf i l t e r ；a r m ；w i n d o w sc e c l a s s n 0 ：t h 7 7 2 4 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特 授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫迸行檢索， 并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國 家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明) 學(xué)位論文作者簽名：紅4 柱 簽字日期：，們1 年f j 月吖e l 名：艫j 簽字日期：研年，工月2 舊。 韭鏖至通盤堂亟主堂僮途塞蕉劍掛彥圜 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或 撰寫過的研究成糶，也不包含為獲得北京交通大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書 而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作 了明確的說明并表示了謝意。 學(xué)位論文作者簽名：劣 梅 簽字日期：7 ，7 年，l l 月- 日 致謝 本論文的工作是在我的導(dǎo)師周洪利副教授的悉心指導(dǎo)下完成的。本論文從選 題、撰寫、字斟句酌的修改，一直到最后定稿，傾注了周洪利老師大量的心血。 他淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、科學(xué)的工作方法和精益求精的工作精神給了我 極大的幫助和影響，使我受益匪淺。 在兩年半的研究生學(xué)習(xí)期間，周老師在生活、科研兩方面，都給予我無微不 至的關(guān)懷。在我學(xué)習(xí)和課題研究遇到困難時給予我耐心指導(dǎo)，為我提供了難得的 學(xué)習(xí)和鍛煉機會，使我在理論水平和實踐能力方面都得到了很大的提高，在此衷 心感謝周老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)! 陳連坤副教授在我攻讀碩士研究生期間給予我無私的幫助和悉心的指導(dǎo)，在 此也表示衷心的感謝! 涂小強同學(xué)負(fù)責(zé)本項目應(yīng)用程序的設(shè)計與開發(fā)，在此過程中，我們互相學(xué)習(xí)， 一起探討項目中的難點，共同進(jìn)步。實驗室的石義維、張禹同學(xué)對我的學(xué)習(xí)和生 活也作出了許多幫助，在此向他們表達(dá)我的感激之情。 最后還要感謝我的家人，感謝他們一如既往理解和支持，使我能夠順利完成 學(xué)業(yè)。 1 1 課題背景 1 引言 心血管疾病是目前發(fā)病率和死亡率最高的疾病之一，是當(dāng)今社會的第一大健 康殺手。世界衛(wèi)生組織指出，目前全球每年有1 7 0 0 萬人死于心臟病和其他心血管 疾病，約占全球死亡人數(shù)的三分之一，預(yù)計到2 0 2 0 年這個數(shù)字將有可能突破2 0 0 0 萬，死亡原因主要是致病性心律失常和急性心?！緇 l 。據(jù)北京市急救中心統(tǒng)計，7 0 以上發(fā)病于家中或工作現(xiàn)場，大部分人因失去搶救時間而死在院外；很多病人是 由于未及時發(fā)現(xiàn)病變延誤了治療而最終導(dǎo)致死亡。因此，對心血管疾病的診斷、 預(yù)防是當(dāng)今醫(yī)學(xué)界面臨的首要問題。盡早地發(fā)現(xiàn)心血管系統(tǒng)疾病征兆，及時地了 解心臟病狀況，對疾病的預(yù)防和及時診治具有重要的意義。 心電信號是最早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的人體生物電之一，如今醫(yī)學(xué)界人士已經(jīng)可以通 過對心電信號的分析研究對心血管相關(guān)病變做出預(yù)測和診斷，心電圖已經(jīng)是心臟 疾病診斷的必不可少的工具之一。常規(guī)心電幽( e l e c t r o c a r d i o g r a m ，e c g ) 是病人在 醫(yī)院靜臥情況下由心電圖儀記錄下的病人心電活動，它可以從不同角度觀察心臟 的活動情況1 2 】，是臨床中對心律失常、心肌梗塞、心肌炎等心血管疾病的重要診斷 手段。 目前，世界各大醫(yī)療儀器的生產(chǎn)廠家競相投入大量的人力、物力進(jìn)行心電監(jiān) 護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售，促進(jìn)了監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展和普及。但是，國內(nèi)監(jiān)護(hù)系 統(tǒng)的科研、生產(chǎn)與國際先進(jìn)水平相比還存在一定的差距，高、精、尖的監(jiān)護(hù)設(shè)備 大部分依賴于進(jìn)口，價格比較昂貴，中小醫(yī)院無力購買，嚴(yán)重影響了監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在 我國的應(yīng)用和推廣，從而制約了危重病人的救護(hù)。 另一方面，心血管疾病發(fā)作具有隨機性和突發(fā)性，醫(yī)院中的心電監(jiān)護(hù)設(shè)備往 往體積笨重、價格昂貴、不便于攜帶，很難在急救狀態(tài)下及時進(jìn)行心電監(jiān)護(hù)工作， 許多患者由于不能及時得到病癥診斷而延誤了搶救時機，從而喪失了寶貴的生命。 外科手術(shù)、查房現(xiàn)場、醫(yī)生院內(nèi)外會診、農(nóng)村基層醫(yī)院出診、野外急救等移動醫(yī) 療行為，都十分需要一種小型、輕便、功能完善的心電圖儀。 本課題的目標(biāo)是研究并且開發(fā)一種面向中小醫(yī)院和診所，集心電信號的采集、 分析、存儲和顯示于一體的小型化標(biāo)準(zhǔn)1 2 導(dǎo)聯(lián)心電圖儀以實現(xiàn)對病人心電信號的 采集和分析，為臨床診治提供有價值的診斷資料，同時對心臟疾病的早期發(fā)現(xiàn)和 心臟功能的評估也具有十分重要的意義。 1 2 心電圖儀發(fā)展現(xiàn)狀 臨床應(yīng)用的數(shù)字化1 2 導(dǎo)聯(lián)同步心電圖機外觀和體積多種多樣，但是主要分為 兩大類： ( 1 ) 便攜式 硬件部分與相應(yīng)軟件緊湊地組合成一單元模塊，構(gòu)成體積小、成本低，智能 化程度高，使用靈活、操作方便的便攜機型。適合攜帶外出、移動搶救等用途。 記錄部分為高分辨熟陣式打印，液晶監(jiān)控顯示屏幕，可以存儲若干份心電圖數(shù)據(jù)， 并能通過標(biāo)準(zhǔn)接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)中。如圖1 1 所示的是通用醫(yī)療器械公 司的一款便攜式心電圖儀。市面上的便攜式心電圖機通常只打印部分導(dǎo)聯(lián)信號或 僅僅支持單道打印，顯示部分的導(dǎo)聯(lián)信號或通過切換顯示其他導(dǎo)聯(lián)信號，多數(shù)僅 僅支持單色顯示，無法存儲長時間的心電信號或缺少存儲可擴展能力，系統(tǒng)功耗 大無法支持長時間的工作。 圖i i 通用醫(yī)療器械m a c l 2 0 0 便攜式心電圖儀 ( 2 ) 計算機模式 由典型的個人計算機系統(tǒng)，高分辯率激光打印機、心電信息處理單元以及專 門的處理軟件組成，往往還具有心屯系統(tǒng)其它檢測等功能，更適合心電信息的研 究和探討，多用于固定場所和長時問監(jiān)測，高分辨彩色顯示器可以監(jiān)控心電信號 采集的質(zhì)量和監(jiān)護(hù)異常心電圖，并可從所獲取的信息中人工選擇需要的心電信號 進(jìn)行存儲、打印等處理。具有自動測量功能，由于計算機備有海量存儲器，可以 存儲大量的原始心電數(shù)據(jù)，尤其適合建立心電信息數(shù)據(jù)庫但是計算機模式的1 2 導(dǎo)聯(lián)心電圖機價格昂貴，體積大，不適合于外出攜帶和移動搶救。圖1 2 所示是 通用醫(yī)療器械公司的一款基于計算機模式的標(biāo)準(zhǔn)1 2 導(dǎo)聯(lián)心電圖儀。 圖1 2 通用醫(yī)療器械m a c s 5 0 0 心電圖儀 綜上所述，針對便攜式和計算機模式的特點，本課題希望實現(xiàn)一款“小型化 標(biāo)準(zhǔn)1 2 導(dǎo)聯(lián)心電圖機”。它的主要目標(biāo)不僅僅是要實現(xiàn)便攜式和計算機模式所 具有的常用功能，而且具有以下的特點： ( 1 ) 1 2 導(dǎo)聯(lián)同步采集、顯示； ( 2 ) 支持通過無線網(wǎng)絡(luò)同步打印1 2 導(dǎo)聯(lián)信號； ( 3 ) 使用嵌入式操作系統(tǒng)提供存儲管理、擴展外設(shè)等功能； ( 4 ) 高分辨率、多色彩的顯示屏幕； 1 3 本文主要內(nèi)容 本文專注于小型化標(biāo)準(zhǔn)1 2 導(dǎo)聯(lián)心電圖儀的操作系統(tǒng)構(gòu)建與心電圖噪聲濾波算 法的實現(xiàn)。因此不妨認(rèn)為其前期采射遠(yuǎn)程傳送模塊都已經(jīng)完成并工作正常，能夠 同處理模塊很好的通訊和傳送數(shù)據(jù)。系統(tǒng)構(gòu)建方面的研究主要包括了以下幾點： ( 1 ) w i n d o w sc e 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ( 2 ) w i n d o w sc eb o o tl o a d e r 設(shè)計 ( 3 ) 設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 在w i n d o w sc e 操作系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，主要開發(fā)和移植了n b o o t ，e b o o t ； 液晶顯示驅(qū)動程序，觸摸屏驅(qū)動，串口驅(qū)動程序。在濾波算法方面的研究主要包 含了以下幾點： ( 1 ) ，i l , 電噪聲的來源及分類 ( 2 ) 常見的心電圖噪聲濾波算法的比較 ( 3 ) 自適應(yīng)模板濾波算法的實現(xiàn) 由于考慮到系統(tǒng)本身的資源消耗，另外還要有實時的圖像顯示，而且要實時 的處理來自a d 的大數(shù)據(jù)量的采集，所以必須采用高效率的濾波算法。在本課題 中采用了改進(jìn)的的自適應(yīng)模板濾波器，該濾波器性能優(yōu)良，而且有很好的幅頻特 性。經(jīng)過試驗分析該濾波器具有運算量少，存儲空間小的特點。完全能滿足實時 濾波的需要。 本文集中論述了w i n d o w sc e 系統(tǒng)原理，系統(tǒng)構(gòu)建的過程，以及濾波算法的比 較與實現(xiàn)過程，其各章內(nèi)容如下： 第一章，綜述，介紹了心電圖儀的意義，討論了課題的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了課 題的研究方向及需要實現(xiàn)目標(biāo)； 第二章，系統(tǒng)設(shè)計方案，介紹了本課題中所采用的硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)的 組成以及硬件選型的基本原則； 第三章，w i n d o w sc e 系統(tǒng)構(gòu)建，介紹c e 系統(tǒng)的系統(tǒng)特性以及從裸機到運行 w i n d o w sc e 操作系統(tǒng)過程中的設(shè)計與實現(xiàn)； 第四章，心電圖濾波算法設(shè)計。根據(jù)心電圖中存在的兩種主要噪聲，提出兩 種相應(yīng)的濾波算法，著重介紹了幾種可行的濾波算法的性能與結(jié)果比較，提出了 一種改進(jìn)的濾波算法。 第五章，結(jié)論，總結(jié)課題收獲，并對下一步目標(biāo)做出展望。 4 2 系統(tǒng)設(shè)計方案 2 1 嵌入式硬件電路設(shè)計的基本原則 嵌入式系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含兩部分內(nèi)容。一是系統(tǒng)擴展，即微處理器內(nèi) 部的功能單元，如r o m 、r a m 、i o 接口、定時器，計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等不能滿足 應(yīng)用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進(jìn)行擴展，此時要求選擇適當(dāng)?shù)男酒⒃O(shè)計相應(yīng) 的電路。二是系統(tǒng)的i o 設(shè)備的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍電路，如鍵盤、 顯示器、打印機、a d c 、d a c 等，有時需要設(shè)計合適的接口電路。設(shè)計嵌入式系 統(tǒng)的硬件電路應(yīng)遵循以下原則【3 】o ( 1 ) 根據(jù)系統(tǒng)功能盡可能選擇合適的處理器，盡量朝片上系統(tǒng)( s o c ：s y s t e mo n c h i p ) 方向設(shè)計硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)器件越多，器件之間相互干擾也越強，功 耗也越大，同時不可避免的降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外，所用的器件越多， 系統(tǒng)的可靠性越低。系統(tǒng)總成本也會越高。 ( 2 ) 盡可能選擇典型電路，并符合處理器常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模 塊化打下良好的基礎(chǔ)。 ( 3 ) 系統(tǒng)擴展與i o 的配置應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)余地， 以便進(jìn)行二次開發(fā)。 ( 4 ) 硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互 影響考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件實現(xiàn)，以簡化硬件結(jié) 構(gòu)，但必須注意，由軟件實現(xiàn)的硬件功能，般響應(yīng)時間比硬件時間長， 且占用處理器時間。 ( 5 ) 處理器外圍電路較多時，必須考慮其驅(qū)動能力。系統(tǒng)驅(qū)動能力不足時會引 起系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。 ( 6 ) 可靠性及抗干擾設(shè)計是硬件設(shè)計必不可少的一部分，它包括：芯片、器件 選擇、去耦濾波、印刷電路板布線、通道隔離等。 2 2 本系統(tǒng)的硬件設(shè)計原則 通過對心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的主要功能和使用場合的分析，確定在進(jìn)行本系統(tǒng)的硬 件電路設(shè)計時應(yīng)注意以下原則。 ( 1 ) 盡可能的減小系統(tǒng)體積，方便攜帶是本心電圖儀的最基本特點。在硬件設(shè) 計時，可以用軟件實現(xiàn)的功能盡可能用軟件實現(xiàn)，可以不外擴芯片的盡可 能使用片上外設(shè)，以盡可能的減少使用芯片的數(shù)量；必須外擴芯片的也要 盡可能使用體積比較小的芯片，從而盡可能的減小整個系統(tǒng)的體積。 ( 2 ) 盡可能的降低系統(tǒng)功耗，延長系統(tǒng)的連續(xù)工作時問。在進(jìn)行硬件設(shè)計時， 應(yīng)該盡可能選擇低功耗的芯片，并根據(jù)不同的功能允許一些器件進(jìn)入休眠 ( 低功耗) 狀態(tài)，采取積極措施降低系統(tǒng)功耗。 ( 3 ) 盡可能的降低系統(tǒng)成本。 2 3 硬件系統(tǒng) 本系統(tǒng)主要分為主控、采集、處理和顯示三大模塊。核心微處理器采用 $ 3 c 2 4 1 0 aa r m 芯片，該芯片片上資源豐富包括了l c d 控制器、u a r t 控制器、 n a n df l a s h 控制器等等。數(shù)據(jù)的采集由外部模塊提供，主要使用c 8 0 5 l 系列單片 杌迸行數(shù)據(jù)采集。而液晶顯示模塊使用的s h a r pl q 0 3 5 q 7 d b 0 2 該液晶附帶有觸摸 屏功能。而數(shù)據(jù)的存儲主要依托于k 9 f 1 2 0 9 u o mn a n df l a s h ，該f l a s h 具有速度快， 價格低廉的特點，適用于存儲大量的心電圖數(shù)據(jù)，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2 1 所示。 2 3 1 系統(tǒng)實現(xiàn)硬件方案 圈2 。1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 本課題采用o u r s2 4 l o a 【4 l 開發(fā)板作為開發(fā)操作系統(tǒng)的實驗測試平臺，它具 有和目標(biāo)系統(tǒng)類似的功能和接口。該開發(fā)板是一款基于三星a r m 9 系列嵌入式處 理器s 3 c 2 4 1 0 a 的一款開發(fā)平臺，系統(tǒng)運行在2 0 0 m 的主頻下發(fā)揮出色的性能?？?以完成m p 3 、m p g 、v o i p 等工作。該開發(fā)板主要分為核心板和底板兩個部分。 ( 1 ) 核心板的資源如下： 6 c p u ：$ 3 c 2 4 1 0 aa 酬9 2 0 t 內(nèi)核，最高主頻2 0 0 m ： s d r a m ： 1 6 m x3 2 b i t 共6 4 mp c i 0 0 ； f l a s h ： 6 4 mn a n df l a s h ： e t h e r n e t ：i o i o o m 網(wǎng)絡(luò)控制器： l e d ：4 個s 脅l e d ； r e s e t ：一個r e s e t 按鍵： i o 資源：一個r j 4 5 接口，一個u s bh o s t ，個u s bd e v i c e ， 電源接口5 v d c ，2 0 0 p i ni 2 7 雙排引出插座，一個電源開關(guān) ( 2 ) 底板的資源如下： l c d ：s h a r p3 5 寸t f t 含觸摸屏； k e y ：5 個頃觸按鍵； c o m p a c t f l a s hp o r t ：c f 卡擴展口； 音頻接口： 一個耳機接口和一個m i c 接口； 一個多功能擴展口： 內(nèi)含總線，中斷源，s p i 等信號； 2 3 2 處理器模塊 $ 3 c 2 4 1 0 a 5 1 是三星公司的3 2 位r i s c 嵌入式處理器，它專為手持設(shè)備和一般應(yīng) 用而設(shè)計，能滿足嵌入式系統(tǒng)中的低成本、低功耗、高性能、小體積的要求。為 了盡可能減少系統(tǒng)的整體成本，s 3 c 2 4 1 0 a 芯片集成了多個功能外設(shè)，$ 3 c 2 4 1 0 a 其 結(jié)構(gòu)如圖2 2 所示。它主要包括了以下組件： ( 1 ) 分離的1 6 k b 指令緩存和1 6 k b 數(shù)據(jù)緩存 ( 2 ) m m u 處理虛擬內(nèi)存管理 ( 3 ) l c d 控制器( 支持s t n & t f t ) ( 4 ) n a n df l a s h s i 導(dǎo) ( 5 ) 系統(tǒng)管理( 邏輯片選和s d r a m 控制器) ( 6 ) 3 通道u a r t ( 7 ) 4 通道d m a ( 8 ) 4 個具有p w m 的定時器和1 個內(nèi)部定時器 ( 9 ) 看門狗定時器 u o ) 1 1 7 個g p i o 端口和2 4 個外部中斷源 ( 1 1 ) 具有日歷功能的r t c ( 實時時鐘) ( 1 2 ) 8 通道l o 位a d c 0 3 ) 觸摸屏接口 ( 1 4 ) 1 4 i i c 總線接口 ( 1 5 ) 1 個i i s 總線接口 f 1 6 ) 2 個u s bh o s t 和1 個u s b 設(shè)備 ( 1 7 ) 多媒體卡接口 ( 1 8 ) s d 卡接口 ( 1 9 ) p l l 片上時鐘發(fā)生器 ( 2 0 ) 電源控制：普通、緩慢、空閑和關(guān)閉模式 | 1 2 ci | l 辱= 溯 靜婚 l 劁眥l la i x ：| 牟冷 。翟耥， 嘲 圖2 2 $ 3 c 2 4 1 0 a 結(jié)構(gòu)圖 s 3 c 2 4 1 0 a 使用a r m 9 2 0 t 內(nèi)核，o 1 8 微米的c m o s 標(biāo)準(zhǔn)單元和一個附屬內(nèi)存。 它低功耗、簡單、完美、全靜態(tài)的設(shè)計特別適合對成本和功耗敏感的應(yīng)用場合。 它采用了全新的總線體系結(jié)構(gòu)：先進(jìn)微控制器總線體系( a m b a ) 。由于采用了a r m 公司的1 6 3 2 位a r m 9 2 0 t 內(nèi)核。$ 3 c 2 4 1 0 a 具有顯著特性。a r m 9 2 0 t 內(nèi)核具有 m m u 、a m b a 總線、哈佛( h a m a n ) 體系結(jié)構(gòu)、分離的1 6 k b 指令緩存和1 6 k b 數(shù) 據(jù)緩存由于提供了一套完整的通用系統(tǒng)外設(shè)，$ 3 c 2 4 1 0 a 使得整個系統(tǒng)成本最小 化，而且避免了一些額外的配置。 2 3 3 存儲模塊 本系統(tǒng)的存儲主要分為兩個部分：內(nèi)部存儲器和外部存儲器。其結(jié)構(gòu)如圖2 3 所示： 圖2 3 存儲模塊結(jié)構(gòu)圖 本系統(tǒng)的內(nèi)部存儲器使用的是s a m s u n gk 4 s 5 6 1 6 3 2 c 1 6 1 的c m o ss d r a m 作為系統(tǒng) 的主存儲器，該存儲器與$ 3 c 2 4 1 0 a 的連接如圖2 4 所示。每片s d r a m 的大小為3 2 m ， 共使用了兩片，它具有如下的特性： ( 1 ) j e d e c 標(biāo)準(zhǔn)，3 3 v 供電 ( 2 ) l v t t l 兼容多元地址 ( 3 ) 四個b a n k 可供使用 ( 4 ) 所有的輸入在系統(tǒng)時鐘的正沿被采樣 ( 5 ) 突發(fā)讀單位寫操作 ( 6 ) 自動自我更新 ( 7 ) 6 4 m s 更新時間( 8 k 周期) 本系統(tǒng)使用k g f l 2 0 8 u o m 7 n n df l a s h ，作為系統(tǒng)的外部存儲器，它用于存放 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和w i n d o w sc e 操作系統(tǒng)的內(nèi)核鏡像，從而保證掉電后系統(tǒng)依然能正常 工作。k 9 f 1 2 0 8 u o m 是s a m s u n g 公司生產(chǎn)的采用n a n d 技術(shù)的大容量、高可靠f l a s h 存儲器。該器件采用三星公司的c m o s 浮置門技術(shù)和與非存儲結(jié)構(gòu)，存儲容量為6 4 m 9 x 8 b i t ，除此之外還有2 0 4 8 k x 8 b i t 的空閑存儲區(qū)。k 9 f 1 2 0 8 u o m 有y c b 、c , c b 、v c b 、 j c b 和f c 8 等多種封裝形式，其中本系統(tǒng)中用到的k 9 f 1 2 0 8 u o m - - y c b 0 為4 8 針t s o p l 封裝，k 9 f 1 2 0 9 u o m 與a r m 芯片的連接示意圖如圖2 5 所示： 圖2 4c p i ) 與內(nèi)存連接示意圖 k 9 f 1 2 0 8 u o mn a n df l a s h 的主要特性如下： ( 1 ) 工作電壓：2 7 v 3 6 v ( 2 ) 自動編程和擦除 ( 3 ) 5 2 8 字節(jié)頁面讀取操作 ( 4 ) 快速寫周期 f 5 1 命令地址數(shù)據(jù)復(fù)合i o 端口 ( 6 ) 可靠的c m o s 浮動們技術(shù) ( 7 ) 命令寄存器操作 ( 8 ) 只能回拷貝操作 ( 9 ) 4 8 腳t s o p i 封裝 2 3 4 顯示與輸入模塊 本系統(tǒng)中使用s h a r pl q 0 3 5 q 7 d b 0 2 1 8 1 作為系統(tǒng)的顯示器，它是一個3 5 英寸 t f t 顯示器，它的分辨率是3 2 0 x 2 4 0 ，同時它還是一款支持觸摸輸入的顯示器，其 主要特性有： ( 1 ) t r a n s f l e c t i v e 類型的t f t - l c d ( 2 ) 6 l e d 背光 ( 3 ) 使用清晰類型觸摸屏面板 ( 4 ) 提供了2 6 2 ，1 4 4 種色彩 ( 5 ) 低功耗( 小于3 6 5 m w ) 它與a r m 處理器間的連接是通過e p m 7 1 2 8 s t c l 0 0 的芯片完成的。該l c d 1 0 與c p u 間的連接如圖2 5 所示。$ 3 c 2 4 1 0 a 的g p c 8 坷p c l 5 ，g p d 0 - - 4 3 p d l 5 這2 4 個端i = l 用于向觸摸屏發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)e p m 7 1 2 8 s t c l 0 0 接收到色彩信息后，將其轉(zhuǎn)換 為r g b 三原色，然后傳送到l c d 面板的相應(yīng)的接口。另外觸摸板的水平垂直同 步信號的控制，由g p c 0 - 一g p c 7 端口控制。 l 三 d 覷暖 叫 跫 s m 黼w s ，e 2 4 1 0 2 4 軟件系統(tǒng) 圖2 5 與c p u 與l c d 連接示意圖 本課題的軟件系統(tǒng)，主要由2 個部分組成：w i n d o w sc e 嵌入式實時操作系統(tǒng)、 操作系統(tǒng)上運行的心電圖數(shù)據(jù)采集和顯示軟件。在操作系統(tǒng)的選擇上，經(jīng)過比較 v x w o r k s 、q n x 、l i n u x 、w i n d o w sc e 等嵌入式操作系統(tǒng)。最終選定了w i n d o w sc e 作為本課題的操作系統(tǒng)。選擇它主要考慮了以下的幾個因素： ( 1 ) 與實時系統(tǒng)v x w o r k s 、q n x 相比，w i n d o w sc e 授權(quán)的價格低廉 ( 2 ) l i n u x 內(nèi)核的在調(diào)度方面主要采用時問輪片方式，無法做到快速中斷 ( 3 ) l i n u x 系統(tǒng)開發(fā)的工具功能簡單，調(diào)試難度大 ( 4 ) l i n u x 系統(tǒng)對的設(shè)備驅(qū)動庫相對較少 ( 5 ) l i n u x 系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)方面，對圖形化界面的支持不如w i n d o w sc e 正是基于成本、性能、開發(fā)工具等方面的綜合考慮，本課題采用了w i n d o w sc e 5 0 作為系統(tǒng)平臺，并且以p l a t f o r m b u i l d e r 作為主要的開發(fā)環(huán)境。w i n d o w s c e 嵌 入式系統(tǒng)，它不僅有類似于桌面w i n d o w s 系統(tǒng)的操作界面，而且作為一款面向?qū)?時的嵌入式系統(tǒng)它有自己一些優(yōu)秀特點： ( 1 ) 已被證明的可靠性 w i n d o w sc e 具有比任何桌面w i n d o w s 都可靠的穩(wěn)定性，從w i n d o w sc e3 0 以來的實踐已經(jīng)充分證明了這一點 ( 2 ) 多c p u 支持和豐富的驅(qū)動程序支持 w i n d o w sc e5 0 支持x 8 6 、a r i d s t r o n ga r m 、m i p s 、s h x 四種架構(gòu)的c p u ， 并且提供了豐富的b s p 和驅(qū)動程序支持。 f 3 ) 企業(yè)級的連接性 w i n d o w sc e 不僅僅可以用作終端設(shè)備的操作系統(tǒng)，也可以用作w e bs e r v e r 、 f i l es e r v e r 、p r i n t e rs e r v e r 等企業(yè)服務(wù)器。 ( 4 ) 實時多任務(wù)處理 從c e 4 0 開始，w i n d o w sc e 已經(jīng)成為一個硬實時系統(tǒng)，在5 0 中實時能力 得到了進(jìn)一步的加強。w i n d o w sc e 這種實時多任務(wù)處理能力，使它可用于 處理工業(yè)控制、航空舷天等許多時間關(guān)鍵的任務(wù)。 ( 5 ) 高級電源管理 電源管理用于管理系統(tǒng)設(shè)備的電源并提高整個操作系統(tǒng)的效率，電源管理 用于設(shè)置每個設(shè)備的電源狀態(tài)以及實現(xiàn)不同電源狀態(tài)間的切換 ( 6 ) 可定制的用戶接口 在c e4 0 后續(xù)版本中，w i n d o w sc e 允許用戶為自己的c e 設(shè)備產(chǎn)生特定的 用戶界面，允許定制控件和其它用戶界面元素的外表等等。 本系統(tǒng)的w i n d o w sc e 操作系統(tǒng)，是根據(jù)課題的實際情況由p l a t f o r mb u i l d e r 5 0 所定制的。僅選取了a c t i v e s y n c 、i n t e m e te x p l o r e r ，q v g a 顯示資源。放棄了 其他的不必要的功能，如基于w i n d o w sc e 的e m a i l 、微軟的文檔瀏覽器、w i n d o w s 媒體m p 3 播放器、基于w i n d o w sc e 的w i n d o w s 信件客戶端、基于w i n d o w sc e 的文字處理器。另外添加了u s b 存儲器、f a t 文件系統(tǒng)、u s b 鼠標(biāo)鍵盤等功能的 支持。 3w i n d o w sc e 系統(tǒng)構(gòu)建 3 1w i n d o w sc e 系統(tǒng)介紹與分析 在本課題中涉及到驅(qū)動程序的開發(fā)，b o o tl o a d e r 的移植等多個與系統(tǒng)內(nèi)核相 關(guān)的內(nèi)容，因此在此章節(jié)介紹一些c e 內(nèi)核的相關(guān)內(nèi)容。w i n d o w sc e 屬于比較典 型的微內(nèi)核操作系統(tǒng)。在內(nèi)核中僅僅實現(xiàn)進(jìn)程、線程、調(diào)度以及內(nèi)存管理等最基 本的模塊，而把圖形系統(tǒng)、文件系統(tǒng)及設(shè)備驅(qū)動程序等等作為單獨的用戶進(jìn)程來 實現(xiàn)。這樣做顯著地增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。 3 1 1 層次體系結(jié)構(gòu) 層次化的設(shè)計方法在軟件體系結(jié)構(gòu)中非常的普遍。每一個層次都有自己的關(guān) 注要點和要實現(xiàn)的功能。層次與層次之間構(gòu)成單項依賴，原則上每一個層次都只 與它的臨近層次打交道，利用它下一層提供的服務(wù)構(gòu)建自身，同時向更高層次提 供一些服務(wù)。w i n d o w sc e 體系結(jié)構(gòu)可以被分為若干個層次，如圖3 1 所示。 t i t “蒹獺隧 l搴戶朋皇事l 枷p l i 醐軸n 啪鐘 撇耵酶l 一庠| | ；鬣bi i 露戶湘_ 蕾再薰| 羹捧夏躲 l 穰粕拼 l| 對囊錯 l 參蔓體 l 臻臀d 輔 赫贛黲 盛木 事件予羞緩 皤f l s 黲鬟鬻”瞧“譬一“溺 毛簪；誓敬荇 三 ”1 一 戶籍蝌激 | 簟敬枯| 4 一 一 蝴 圖3 ，l i n d o w s 曉層次體系結(jié)構(gòu) 1 o e m 層 o e m 層是邏輯上位于硬件和w i n d o w sc e 操作系統(tǒng)之閫的一層硬件相關(guān)的代 碼。它的主要作用是對具體的硬件進(jìn)行抽象，抽象出統(tǒng)一的接口然后w i n d o w sc e 內(nèi)核可以使用這些接1 ：3 與硬件進(jìn)行通信。o e m 層包括o e m 抽象層、引導(dǎo)程序( b o o t l o a d e r ) 、配置文件和驅(qū)動程序共4 個模塊： ( 1 ) o e m 抽象層( o e ma b s t r a c t i o nl a y e r ，o a l ) 是整個o e m 層的主體。它包 含了高度硬件相關(guān)的代碼。o a l 主要負(fù)責(zé)w i n d o w sc e 內(nèi)核與硬件的通信。當(dāng)引 導(dǎo)程序引導(dǎo)操作系統(tǒng)后，由o a l 負(fù)責(zé)硬件平臺初始化，包括中斷服務(wù)例程( i n t e r r u p t s e r v i c er o u t i n e s ，i s r ) 、實時時鐘、計時器、內(nèi)核調(diào)試、開關(guān)中斷和內(nèi)核性能監(jiān)視 等工作。o a l 的代碼在物理上是內(nèi)核的一部分，最終經(jīng)過編譯鏈接，o a l 會稱為 內(nèi)核的一部分。 ( 2 ) 引導(dǎo)程序( b o o tl o a d e r ) 是硬件開發(fā)板上執(zhí)行的一段代碼，它的主要功能是 初始化硬件，加載操作系統(tǒng)映像，例如從串口、u s b 、以太網(wǎng)下載；b o o tl o a d e r 也可以從本地的存儲設(shè)備，例如c f 卡和硬盤中讀取操作系統(tǒng)映像。當(dāng)b o o tl o d e r 讀取操作系統(tǒng)映像之后，它可把操作系統(tǒng)映像放在內(nèi)存中或本地的存儲設(shè)備中以 備以后使用。 ( 3 ) 配置文件是一些包含配置信息的文本文件。這些配置信息通常與操作系統(tǒng) 映像或源代碼有關(guān)。例如編譯系統(tǒng)如何編譯某些源代碼，或告訴編譯系統(tǒng)如何配 置最終的操作系統(tǒng)映像文件。 ( 4 ) 設(shè)備驅(qū)動是o e m 層的另外一個重點。在實際中，設(shè)備驅(qū)動程序的種類非 常多，幾乎每一種驅(qū)動都有不同的接口，例如聲卡驅(qū)動、電池驅(qū)動、顯卡驅(qū)動以 及u s b 驅(qū)動等等。驅(qū)動程序直接與硬件打交道，是應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)與硬件外 設(shè)交互的橋梁。 由于有了o e m 層，w i n d o w sc e 操作系統(tǒng)才可以運行在不同的硬件平臺上， 實現(xiàn)了廣泛的硬件支持。 2 操作系統(tǒng)層 操作系統(tǒng)層實現(xiàn)了w i n d o w sc e 作為一個操作系統(tǒng)的主要功能。w i n d o w sc e 的進(jìn)程管理、線程管理、處理機管理與調(diào)度、物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存管理、文件系 統(tǒng)及設(shè)備管理等功能的實現(xiàn)部位于這一層。由于w i n d o w sc e 是一個微內(nèi)核操作系 統(tǒng)，操作系統(tǒng)的基本功能被放在多個獨立的進(jìn)程( e x e ) 里面實現(xiàn)。在運行的時候這 些進(jìn)程主要是：內(nèi)核n k e x e ，圖形系統(tǒng)g w e s e x e ，對象存儲f i l e s y s e x e ， 設(shè)備管理系統(tǒng)d e v i c e e x e ，服務(wù)s e r v i c e s e x e 。 由于w i n d o w sc e 是一個可裁剪的嵌入式系統(tǒng)，所以未必所有的w i n d o w sc e 1 4 系統(tǒng)中都具有上述的幾個進(jìn)程，如果有的w i n d o w sc e 不包含圖形界面，那么這個 系統(tǒng)中就不會有g(shù) w e s e x e 。其實只有n k e x e 和f i l e s y s ，e x e 是所有w i n d o w s c e 中都必須有的。 ( 1 1 系統(tǒng)調(diào)用與c o r e d l l d l l c o r e d l l d l l 不是一個單獨的進(jìn)程，它是一個會被所有用戶進(jìn)程都加載的動 態(tài)鏈接庫。所有的應(yīng)用程序不能直接與操作系統(tǒng)或硬件打交道，如果應(yīng)用程序希 望訪問w i n d o w sc e 所提供的服務(wù)，那么只能通過c o r e d l l d l l 進(jìn)行。 c o r e d l l d l l 的主要功能是負(fù)責(zé)應(yīng)用程序與w i n d o w sc e 閫通信及完成w i n d o w s c e 的系統(tǒng)調(diào)用。圖3 2 為w i n d o w sc e 的系統(tǒng)調(diào)用示意圖。 圖3 2 系統(tǒng)調(diào)用示意圖 ( 2 ) 內(nèi)核n k e x e 當(dāng)系統(tǒng)運行時，w i n d o w s c e 的內(nèi)核表現(xiàn)為n k e x e 進(jìn)程。n k e x e 是所有基 于w i n d o w sc e 的系統(tǒng)中都存在的核心進(jìn)程，它實現(xiàn)了w i n 3 2 a p i 核心中進(jìn)程創(chuàng)建 加載、線程調(diào)度、中斷處理和內(nèi)存管理等核心功能。n k e x e 由n k l i b 和o a l l i b 組成。n k l i b 是由微軟提供，它的代碼與c p u 的指令體系結(jié)構(gòu)相關(guān)而與具體的 外設(shè)無關(guān)，此種設(shè)計使得o a l 盡可能??；o a l l i b 是o e m 層中的o a l 代碼編 譯后的輸出。 ( 3 ) 圖形系統(tǒng)g w e s e x e 圖形窗口事件系統(tǒng)( g r a p h i c a lw i n d o w i n ga n d e v e n ts y s t e m ，g w e s ) 負(fù)責(zé)操作系 統(tǒng)的圖形界面相關(guān)的部分。它提供基本的繪圖功能和窗口管理。所有的用戶輸入 相關(guān)的驅(qū)動程序都由g w e s e x e 來管理。 ( 4 ) 對象存儲f i l e s y s e x e 在w i n d o w sc e 中，文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)存儲被統(tǒng)稱為對象存儲。f i l e s y s e x e 就是在運行時負(fù)責(zé)對象存儲的進(jìn)程。對象存儲包括文件系統(tǒng)、w i n d o w sc e 數(shù)據(jù)庫 和系統(tǒng)注冊表3 部分。而文件系統(tǒng)又可分為r a m 文件系統(tǒng)和r o m 系統(tǒng)文件，它 們可以為應(yīng)用程序提供永久存儲服務(wù)；w i n d o w sc e 數(shù)據(jù)庫是對流式文件的更高級 抽象，它提供了結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲。w i n d o w sc e 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以記錄的形式存 在；系統(tǒng)注冊表負(fù)責(zé)存放系統(tǒng)和應(yīng)用程序的配置信息。 f 5 ) 服務(wù)s e r v i c e e x e s e r v i c e s e x e 是負(fù)責(zé)加載系統(tǒng)服務(wù)的進(jìn)程。系統(tǒng)服務(wù)與驅(qū)動程序非常類似， 但是它們沒有管理真實的硬件。它們提供了一些后臺的處理或者為應(yīng)用程序提供 高級的功能。在w i n d o w sc e 中，f t p 、h r r p 、t l e n e t 都是以系統(tǒng)服務(wù)的形式 實現(xiàn)的。w i n d o w sc e 提供了單獨的a p i 來啟動、停止和操作服務(wù)。第三方開發(fā)者 可以自由地向系統(tǒng)中添加新服務(wù)。 ( 6 ) 應(yīng)用程序?qū)?應(yīng)用層位于w i n d o w sc e 層次結(jié)構(gòu)的最頂層。從系統(tǒng)的角度看，每個應(yīng)用程序 都是w i n d o w sc e 中的一個單獨的進(jìn)程。通常，應(yīng)用程序運行在權(quán)限較低的處理機 狀態(tài)下。它使用操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)調(diào)用a p l 與操作系統(tǒng)交互。 3 1 2 內(nèi)存管理 內(nèi)存管理是操作系統(tǒng)最為重要的模塊之一。嵌入式設(shè)備擁有的物理內(nèi)存通常 比較小，所幸的是，盡管基于w i n d o w s c e 設(shè)備的可用內(nèi)存通常很小，但是w i n d o w s c e 的內(nèi)存管理的功能卻十分完善。w i n d o w sc e 的內(nèi)存管理幾乎實現(xiàn)了w i n d o w s x p m e 等桌面操作系統(tǒng)內(nèi)存管理的所有功能。并且針對嵌入式系統(tǒng)的特點對內(nèi)存 管理作了優(yōu)化和改進(jìn)。w i n d o w sc e 系統(tǒng)是一個3 2 位的嵌入式操作系統(tǒng)，因此具 有3 2 位的尋址能力。 1 物理內(nèi)存 在w i n d o w sc e 中r a m 、r o m 和f l a s hm e m o r y 都被看成物理內(nèi)存，而不是 僅僅傳統(tǒng)意義上的只有r a m 被認(rèn)為是物理內(nèi)存。r a m 在w i n d o w sc e 中像傳統(tǒng) 的物理內(nèi)存一樣，為操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序提供運行和緩沖空間。r o m 在w i n d o w s c e 中通常用來存儲程序。其內(nèi)容可斷電永久保存，就像桌面p c 中的硬盤一樣， 它通常存放包括操作系統(tǒng)映像本身和組成操作系統(tǒng)的一些其他文件。r o m 中的內(nèi) 1 6 容通常不能改動的，這樣也防止了操作系統(tǒng)的內(nèi)容被無意改寫。r o m 中的程序可 被復(fù)制到內(nèi)存中然后再執(zhí)行，w i n d o w sc e 也支持本地執(zhí)行( e x e c u t ei np l a c e ，x i p ) ， 本地執(zhí)行使代碼無需復(fù)制到內(nèi)存中，而直接在r o m 中執(zhí)行。 r o m 的一個替代品是f l a s hm e m o r y ，也通常稱為f l a s h 或閃存。f l a s hm e m o r y 和r o m 相比最大的優(yōu)點在于可擦寫。這樣它既可以用來存放操作系統(tǒng)本身，也可 以用來存儲后來安裝的程序。從結(jié)構(gòu)上分類，f l a s hm e m o r y 主要有a n d 、n a n d 、 n o r 或d i n o r 等，其中主流的是n a n d 和n o r 。n o r 支持線性訪問和隨機讀 寫，具有較高的速度，但是缺點是容量小，價格偏貴，它可支持x i p 。n a n d 的 存儲和傳輸是以頁和塊為單位的，相對適合大數(shù)據(jù)的連續(xù)傳輸。n a n df l a s h 的優(yōu) 點是容量大，不對相對的速度較慢，且不支持x i p 。 2 虛擬內(nèi)存 相對桌面w i n d o w s 的內(nèi)存管理，w i n d o w sc e 的內(nèi)存管理最為獨特。w i n d o w s c e 是3 2 位的操作系統(tǒng)所以虛擬尋址能力可達(dá)4 g b 。與w i n d o w sx p 的每個進(jìn)程 獨享4 g b 虛擬地址空間不同，w i n d o w sc e 中所有的進(jìn)程共享一個4 g b 的虛擬地 址空間。如圖3 3 所示，w i n d o w sc e 的虛擬地址空問又被分成了兩個2 g b 區(qū)域。 低地址2 g b 是用戶空間供應(yīng)用程序使用，而高地址的2 g b 供w i n d o w sc e 操作 系統(tǒng)本身使用。w i n d o w sc e 把4 g b 虛擬地址空間分成若干個s l o t ，每個s l o t 占 用3 2 m b ，s l o t 的編號從0 開始。 k e r i - i o l u o e r 8 黲瓣奢0 8 盛a o 睜 o x 0 4 0 0o d o o o 0 2 o 0 0 0 s l o t re