CN104615387B - 基于xpe系统的车载设备及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种基于XPE系统的车载设备及其设计方法，所述车载设备包括处理器，以及与所述处理器连接的第一存储器、和第二存储器；在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中；在进行数据处理时，将数据存储文件存储在所述第二存储器中；所述第一存储器，用于存储所述操作系统文件；所述第二存储器，用于存储所述数据存储文件。本申请实施例提高了系统稳定性。

Description

基于XPE系统的车载设备及其设计方法

技术领域

本申请涉及电子技术领域，更具体的说是涉及一种基于XPE E(Windows XPEmbedded，嵌入式Windows XP)系统的车载设备及其设计方法。

背景技术

随着硬件技术以及信息化技术的发展，嵌入式车载设备的使用范围越来越广，尤其实在铁路应用行业的应用需求越来越大，并且对设备配置要求，设备的功能要求，尤其是软件界面的体验效果要求越来越高。而XPE(Windows XP Embedded，嵌入式Windows XP)操作系统凭借其操作界面友好、可用软件资源丰富、应用软件开发工具多、产品研发周期短等优势，成为车载设备的底层操作系统的首选。

由于车载设备应用环境的特殊性，而且车载设备的设备电源开关具有随意性，频繁启动或访问操作系统，会经常出现操作系统的程序文件损坏，而无法成功启动的现象，导致系统的稳定性较差，因此，如何提高系统稳定性成为本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种基于XPE(Windows XP Embedded，嵌入式WindowsXP)系统的车载设备以及其设计方法，提高了车载设备的系统的稳定性。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种基于XPE系统的车载设备，包括处理器，以及与所述处理器连接的第一存储器和第二存储器；

在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中；在进行数据处理时，将数据存储文件存储在所述第二存储器中；

所述第一存储器存储所述操作系统文件；

所述第二存储器存储所述数据存储文件。

优选地，所述第一存储器包括第一分区以及第二分区；

在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器的第一分区中；在安装应用程序时，将应用程序文件存储在所述第一存储器的第二分区中；

所述第一分区存储所述操作系统文件；

所述第二分区存储所述应用程序文件。

优选地，所述处理器在所述操作系统启动之后，采用磁盘保护机制对所述第一分区中的操作系统文件进行写保护，采用文件保护机制对所述第二分区中的应用程序文件进行写保护。

优选地，还包括接口；

所述接口包括外设接口和内设接口；

所述外设接口，用于连接外部设备；

所述第一存储器以及所述第二存储器分别通过所述内设接口连接所述处理器。

优选地，所述处理器还用于在所述操作系统开始启动时，不检测和加载预先禁用的接口；在所述操作系统启动完毕之后，启用所述接口。

优选地，所述处理器在所述操作系统启动完毕之后，启用所述接口具体是：

在所述操作系统启动完毕之后，启用所述接口；

判断所述接口是否启用成功；

在所述接口启用失败时，重新启用所述接口，直至启用次数大预设次数或者所述接口启用成功。

优选地，所述处理器判断在所述接口启动次数大于预设次数时，输出提示信息。

优选地，所述第一存储器为紧凑式闪存CF卡，所述第二存储器为串行高级技术附件SATA电子盘。

优选地，还包括用于SATA接口转USB接口的转换芯片；

所述SATA电子盘通过所述转换芯片连接所述处理器。

一种基于XPE系统的车载设备设计方法，所述基于XPE系统的车载设备包括处理器、第一存储器以及第二存储器，所述方法包括：

在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中；

在进行数据处理时，将数据存储文件存储在所述第二存储器中。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本申请提供了一种基于XPE系统车载设备，所述基于XPE系统的车载设备包括处理器，以及与所述处理器连接的第一存储器和第二存储器；在处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中，在进行数据处理时，将数据存储文件存储在所述第二存储器中；第一存储器存储所述操作系统文件，而数据存储文件存储在第二存储器，对数据存储器进行数据读写操作时不会操作第一存储器，极大限度的减少了对第一存储器的读写操作，延长了第一存储器的使用寿命，并且极大程度降低操作系统文件的损坏几率。且在设备工作状态时可以方便的更换第二存储器，而不影响操作系统的正常运行，尤其在大容量数据存储设备上非常有用，可以及时更换数据存储器而不影响设备正常运行。通过本申请提供的技术方案，提高了系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的基于XPE(Windows XP Embedded，嵌入式Windows XP)系统的车载设备的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的基于XPE系统的车载设备的又一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的基于XPE系统的车载设备的又一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的基于XPE系统的车载设备中接口启用方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的基于XPE系统的车载设备设计方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中，车载设备包括处理器、第一存储器以及第二存储器，在处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中；在进行数据处理时，将数据存储文件存储在所述第二存储器中，将操作系统文件以及数据存储文件分开进行存储，从而使得在进行数据处理时，处理器只操作第二存储器，第一存储器不会受到影响，减少了对第一存储器的读写操作，可以在一定程度上降低操作系统文件的损坏几率，极大限度的延长了第一存储器的使用寿命，增强了系统的稳定性。

图1为本申请实施例提供一种基于XPE(Windows XP Embedded，嵌入式WindowsXP)系统的车载设备一个实施例的结构示意图，该车载设备至少包括处理器101、第一存储器102以及第二存储器103。

第一存储器102以及第二存储器103分别与处理器101连接。

本申请实施例中，第一存储器102用于存储操作系统文件，第二存储器103用于存储数据存储文件。

也即在处理器101上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器102中；在进行数据处理时，将数据存储文件存储在所述第二存储器103中。

将操作系统文件以及数据存储文件分开进行存储，在进行数据处理时，处理器只操作第二存储器，第一存储器不会受到影响，减少了对第一存储器的读写操作，可以在一定程度上降操作系统文件的损坏几率，从而极大限度的延长了第一存储器的使用寿命，增强了系统的稳定性。

而且，第二存储器不进行操作系统文件的存储，可以方便的更换第二存储器，而不会影响操作系统，增强了车载设备的可维护性，特别适用于大容量数据存储。

车载设备的操作系统通常为嵌入式操作系统，本申请实施例中，可以采用XPE(Windows XP Embedded，嵌入式Windows XP)操作系统，XPE操作系统具备操作界面友好、可用软件资源丰富、应用软件开发工具多、产品研发周期短等优势。

由于车载设备还可以安装运行应用程序，作为又一个实施例，该第一存储器还可以进行分区，如图2所示，该第一存储器102至少划分出第一分区10以及第二分区20。

第一分区10用于存储操作系统文件，第二分区20用于存储应用程序文件，其中，应用程序文件包括应用程序安装文件以及配置文件等。

在处理器101上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器102的第一分区10中；在安装应用程序时，将应用程序文件存储在所述第一存储器102的第二分区20中。

采用在第一存储器这分区存储操作系统文件以及应用程序，既利于操作系统文件的保护，又利于应用软件的安全保护和配置参数的实时更新。

为了进一步加强系统的稳定性，保证操作系统文件以及应用程序文件的安全性，同时便于应用软件实时变更配置信息，可以采用磁盘保护机制对操作系统文件进行写保护，而采用文件保护机制对应用程序文件进行写保护。

因此所述处理器101，还可以在所述操作系统启动之后，采用磁盘保护机制对所述第一分区中的操作系统文件进行写保护，采用文件保护机制对所述第二分区中的应用程序文件进行写保护。

磁盘保护是为了防止磁盘上的东西被误删除，为磁盘设置写保护功能，打开写保护功能时，操作系统启动后将磁盘文件映射到内存或其他预留存储空间，所有的操作并非直接对所保护磁盘进行的，只要不执行写保护提交命令，就不会改变受保护磁盘上的原始数据进一步减少了对第一存储器的读写操作。采用磁盘保护机制，设备掉电之后，操作系统重新启动，可以从所保护的磁盘上读取操作系统原始文件，恢复到初始状态，可以有效防止病毒的入侵导致系统崩溃的情况，加强了操作系统的稳定性。同时将对磁盘的操作映射到内存，有利于延长第一存储器的使用寿命。

为了实现操作系统文件磁盘写保护功能，在操作系统软件设计时，添加EWF(Enhanced Write Filter，增强型写过滤器)组件，从而处理器启动操作系统之后，即可以将操作系统文件所在的第一分区采用其RAM模式或者RAM(REG)模式进行卷保护。这样在写保护状态下，所有的读写操作都是在内存进行，在不进行保护数据提交命令的情况下，设备掉电后操作系统数据仍能恢复到初始状态。由于第一存储器不进行数据的存储，因此不会进行文件的频繁操作，采用EWF组件进行磁盘保护，可以延长第一存储器的寿命，同时防止病毒入侵，提升系统运行速度和系统可靠性。

文件保护是指只有在获得允许指令之后，才能对受保护文件进行更新，否则不进行文件的更新。适用于需要进行实时修改设定配置参数的应用软件。

为了实现对应用程序文件的写保护，在操作系统软件设计时，添加FBWF(File-Based Write Filter，基于文件的写过滤器)组件，将存放应用程序文件的第二分区采用文件写过滤功能，由于FBWF的特性与EWF(Enhanced Write Filter，增强型写过滤器)不同，EWF保护机制需要重新启动操作系统，设置变更或文件更新才能生效，而FBWF是所有的数据在不必进行操作系统重启的情况下就可以通过FBWF的接口函数实现数据的提交，对于需要进行实时修改设定配置参数的应用软件来说，该功能非常实用，同时磁盘文件的安全性也得到较好的保障。

作为又一个实施例，如图3所示，该车载设备还可以包括接口，

该接口包括外设接口104，用于连接外部设备；

以及内设接口(图中未示出)。

该外设接口可以具体为USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口或VGA接口等。

此外，第一存储器以及第二存储器均是通过内设接口与处理器连接。

作为一种可能的实现方式，该第一存储器可以具体为CF(Compact Flash，紧凑式闪存)卡，CF卡可以通过IDE(Integrated Drive Electronics，电子集成驱动器)接口连接处理器。

该第二存储器可以具体为SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)电子盘。

为了方便SATA电子盘与处理器的连接，该设备还可以包括一转换芯片，SATA电子盘具体通过转换芯片连接处理器，SATA电子盘通过内设的SATA接口连接转换芯片，转换芯片再通过内设的USB接口与处理器连接。从而实现了SATA电子盘通过USB接口连接处理器。

为了解决在数据存储时非正常断电导致第二存储器损坏或数据存储文件损坏后，操作系统启动缓慢或者无法进入系统的问题。车载设备中的接口可以预先禁用。

因此，所述处理器101在所述操作系统启动时，可以不检测和加载预先禁用的接口；。

接口的禁用可以采用在操作系统部署时，关闭写保护功能，然后将接口禁用，再次开启写保护功能。这样每次操作系统启动时，接口都处于禁用状态，操作系统不会自动检测和加载该接口。接口的禁用也可以通过本案中开发特定功能的设备管理软件自动实现。

而为了保证接口可用，处理器在所述操作系统启动完毕之后，再启用所述接口。

其中，为了进一步提高安全性，所述处理器在所述操作系统启动时，不检测和加载预先禁用的接口；在所述操作系统启动完毕之后，再启用所述接口可以具体是：

在所述操作系统启动后，检测接口是否禁用；

如果是，启用所述接口；

如果否，禁用所述接口，通过写保护命令提交保存设置，并重新启动所述操作系统。从而确保在操作系统每次启动时能够跳过检测和加载所述接口。

而为了避免外设接口一次启用失败，导致接口无法使用，所述处理器在所述操作系统启动完毕之后，启用所述接口可以具体是：

在所述操作系统启动完毕之后，启用所述接口；

判断所述接口是否启用成功；

在所述接口启用失败时，延时后重新启用所述接口，直至启用次数大预设次数或者所述接口启用成功。

如果接口启用失败，则可以重新启用所述接口，如果启用次数大于预设次数时，则不再启动所述接口。

为了提示用户出现故障，所述处理器判断在所述接口启动次数大于预设次数时，还可以输出提示信息，以提示用户接口启用失败等。

其中，处理器检测以及启用接口的过程可以通过本案中开发特定功能的设备管理软件自动实现。

在进行一次启用接口的操作之后，可以延时预设时间再检测所述接口是否启用成功。

该预设时间例如可以是60秒，该预设次数例如可以是10次。

本申请实施例中，先将接口禁用，然后开启写保护功能，从而每次操作系统启动时都不会检测和加载接口，可以加速操作系统的启动速度，并且在第二存储器出现故障时，也能够保证操作系统能够正常快速的启动。且如果外设接口连接外设设备时，由于在操作系统启动时，不检测和加载预先禁用的外设接口，因此连接外设设备也不会影响操作系统的启动速度。

等待操作系统启动完毕之后，还可以重新启用接口，以保证正常使用。

通过本申请实施例的技术方案，保证了系统的稳定性，以及启动的快速性。

基于上述所述车载设备，本申请实施例还提供了一种操作系统接口启用方法，该方法可以包括如下步骤：

在所述操作系统启动完毕之后，检测所述接口的状态并启用所述接口。

为了提高接口启用成功率，如图4所示，本申请实施例提供的操作系统接口启用方法可以包括：

401：在所述操作系统启动后，检测接口是否已禁用，如果否，执行步骤402，如果是执行步骤403。

402：禁用所述接口，使用写保护命令向操作系统提交设置并保存，并重新启动所述操作系统。

403：在所述操作系统启动完毕之后，启用所述接口；

为了避免一次启用接口失败，导致无法使用所述接口，所述方法还可以包括：

404：判断所述接口是否启用成功，如果是，结束流程；如果否，执行步骤405。

其中，判断所述接口是否启用成功，可以是在启用接口的时长达到预设时长时，再判断所述接口是否启用成功。

405：判断启用次数是否大于预设次数，如果否，执行步骤403，如果是，执行步骤406。

通过重新启用接口，以确保接口可以启用成功。

406：确定接口启用故障。

确定接口启用故障之后，还可以输出提示信息，以提示用户，及时报告给操纵、管理人员。

本申请实施例减少了对操作系统文件的访问，降低了对操作系统文件的损坏，且提高了操作系统启动速度，在一定程度上避免操作系统启动卡死、应用程序文件损坏等问题，通过本申请实施例提高了车载设备系统的稳定性。

图5为本申请实施例提供了一种基于XPE系统的车载设备设计方法一个实施例的流程图，该基于XPE系统的车载设备包括处理器、第一存储器以及第二存储器，具体可以参见上述实施例中所述。

所述方法可以包括：

501：在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中。

502：在进行数据处理时，将数据存储文件存储在所述第二存储器中。

其中第一存储器可以包括第一分区和第二分区，因此在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中可以具体是在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器的第一分区中。

此外，所述方法还可以包括：

在安装应用程序时，将应用程序文件存储在所述第一存储器的第二分区中。

所述方法还可以包括：

在所述处理器中所述操作系统启动之后，采用磁盘保护机制对所述第一分区中的操作系统文件进行写保护，采用文件保护机制对所述第二分区中的应用程序文件进行写保护。

该磁盘保护机制也即是指磁盘卷写过滤保护机制。

通过本申请实施例，在处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器第一分区中，并采用磁盘保护机制；将应用程序及配置文件存储在第一存储区第二分区，并采用文件写过滤保护机制；而应用数据文件存储在第而存储器中。操作系统启动后将磁盘映射到内存，操作系统所有产生的临时文件都存储在内存，所有的系统文件操作都是在内存进行，并非对磁盘进行读写操作，只有在可控的执行数据提交命令时才会操作磁盘存储，极大限度的减少了对第一存储器的读写操作，延长了第一存储器的使用寿命，并且极大程度降低操作系统文件的损坏几率；同时将应用程序文件及需要实时修改存储相关参数的配置文件存储在第一存储区第二分区，采用文件写过滤保护机制，这样既有利于实时的应用配置，又提高文件的安全性；而数据文件存储在第二存储器，对数据存储器进行数据读写操作时不会操作第一存储器，尤其在设备工作状态时可以方便的更换数据存储器，而不影响操作系统的正常运行，这个设计思路、方法尤其在大容量数据存储设备上非常有用，可以及时更换数据存储器而不影响设备正常运行。通过上述各类软、硬件设计方法，提高了系统的稳定性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于XPE系统的车载设备，其特征在于，包括处理器，以及与所述处理器连接的第一存储器和第二存储器；

在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中，关闭对所述操作系统文件的写保护功能，禁用所述第二存储器对应的接口和外部设备对应的接口，再开启对所述操作系统文件的写保护功能；在进行数据处理时，将数据存储文件存储在所述第二存储器中；

所述第一存储器存储所述操作系统文件；

所述第二存储器存储所述数据存储文件；

所述处理器在所述操作系统开始启动时，禁用所述第二存储器对应的接口和外部设备对应的接口，并当所述操作系统启动完毕之后，再启用所述第二存储器对应的接口和外部设备对应的接口。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一存储器包括第一分区以及第二分区；

在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器的第一分区中；在安装应用程序时，将应用程序文件存储在所述第一存储器的第二分区中；

所述第一分区存储所述操作系统文件；

所述第二分区存储所述应用程序文件。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述处理器在所述操作系统启动之后，采用磁盘保护机制对所述第一分区中的操作系统文件进行写保护，采用文件保护机制对所述第二分区中的应用程序文件进行写保护。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括接口；

所述接口包括外设接口和内设接口；

所述外设接口，用于连接外部设备；

所述第一存储器以及所述第二存储器分别通过所述内设接口连接所述处理器。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，启用所述第二存储器对应的接口和外部设备对应的接口具体是：

在所述操作系统启动完毕之后，启用所述接口；

判断所述接口是否启用成功；

在所述接口启用失败时，重新启用所述接口，直至启用次数大预设次数或者所述接口启用成功。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述处理器判断在所述接口启动次数大于预设次数时，输出提示信息。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一存储器为紧凑式闪存CF卡，所述第二存储器为串行高级技术附件SATA电子盘。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括用于SATA接口转USB接口的转换芯片；

所述SATA电子盘通过所述转换芯片连接所述处理器。

9.一种基于XPE系统的车载设备设计方法，其特征在于，所述基于XPE系统的车载设备包括处理器、第一存储器以及第二存储器，所述方法包括：

在所述处理器上部署操作系统时，将操作系统文件存储在所述第一存储器中，关闭对所述操作系统文件的写保护功能，禁用所述第二存储器对应的接口和外部设备对应的接口，再开启对所述操作系统文件的写保护功能；

在进行数据处理时，所述处理器对所述第二存储器进行操作，将数据存储文件存储在所述第二存储器中；

所述处理器在所述操作系统开始启动时，禁用所述第二存储器对应的接口和外部设备对应的接口，并当所述操作系统启动完毕之后，再启用所述第二存储器对应的接口和外部设备对应的接口。