.NET Micro Framework简介（第一部分）

　　2月12日，微软发布了.NET家族中的新成员——.NET Micro Framework（简称.NET MF）。而就在短短的几天之内，这款新品已经收到业界的广泛关注。

　　.NET MF面向的是CPU处理能力和存储能力极其有限的设备。虽然微软拥有Windows CE、Windows XP Embedded和.NET Compact Framework，可以完成绝大多数嵌入式开发，但对于更普遍的家用电器领域（如电视、手表、洗衣机等），这些平台还是显得太大了些。可以想象，给你的电冰箱装块硬盘是多么搞笑的事。而.NET MF的出现，则标志着微软又向百姓生活迈进了一步，让所有家电都“智能”起来，已经是一个不远的梦。因为

所需要的

仅

仅是

便宜的，ARM处理器

和

一些

RAM、Flash存储器。

　　够了。Anders Liu是搞技术的，至少目前还是，作评论和展望不是Anders的强项。目前很多关于.NET MF的介绍都是面向业界的新闻、评书性的，而本文中Anders Liu将从技术人员的角度上，对.NET MF进行简要介绍。本文主要介绍的是.NET MF的技术特性，暂时还不包含开发技术。因为Anders也是刚刚接触这个东西不久。

概述

　　.NET MF是微软最新推出的嵌入式平台、专门用于处理能力和存储能力都更加有限的设备。既然微软已经拥有.NET Compact Framework（简称.NET CF），为什么还要再提供.NET MF呢？设备的限制是一个很重要的原因，.NET CF毕竟还是要求设备有比较强的处理和存储能力。两者重要的一个区别在于，.NET CF需要有Windows CE系列OS的支持才能得以运作，而.NET MF则提供了一个可引导的运行时环境。

　　在.NET MF中，操作系统倒成了可选的组成部分。在本文后面内容中，Anders Liu还会提及这一点。

　　既然.NET MF是可引导的，那么它实际上也相当于一个带有运行时环境的操作系统。那么，它又和Windows CE、Windows XP Embedded操作系统有哪些区别呢？下面的表格对比了几种平台的区别。

	.NET Micro Framework	Windows CE	Windows XPe
Example Devices	Sensor Nodes, Aux displays, Health Monitoring, Remote Controls, Robotics	GPS Handhelds, PDAs, Automotive, Set Top Boxes	Thin Clients, ATMs, Kiosks
Device Features	Connected, Small, Wearable, Graphical UI	Connected, Graphical UI, Server, Browser, RAS, DirectX	PCclass performance, PC networking
Footprint	250-500KB managed code Full featured	300KB+ without managed code 12MB with managed code	40MB + Depending on features
Power	Very low power	Low power	Mains power
CPU	ARM7, ARM9, No MMU	X86, MIPS, SH4, ARM, with MMU	X86
Real-time	Not Real-time	Hard Real-time	Real-time capable through 3rd party extensions
Managed vs. Native Code	Managed via .NET Micro Framework, native code through interop only.	Supports both, managed code requires .NET Compact Framework	Supports both, managed code requires .NET Framework

表 1 各种嵌入式平台对比
（资料来源：http://msdn2.microsoft.com/en-us/embedded/bb278106.aspx）

　　从上表可以看出，无论是资源占用还是耗电，.NET MF都要优于另外两种OS。但是，我们也看到了，在实时性方面，.NET MF并不是一款实时的运行时环境。这可能需要我们注意的一个重要方面。

　　在工业应用中，实时性往往是评判一个嵌入式系统的重要因素，这就意味着，.NET MF并不适用于重要的控制领域。不过，一般工业用系统都不会面临硬件过分有限的困境，完全可以使用WinCE或XPe作为基础OS。

　　反观民用领域，嵌入式应用正在逐渐渗透人们的生活。而当面对普通消费者时，评判一个嵌入式系统的重要标准——AndersLiu认为——就应该是：低成本。这包括两个方面，一是低的造价（软硬件成本，价格），另外一方面就是易用（这可以理解为学习成本和时间成本）。毕竟老百姓买不起和机床一样价格的洗衣机，也不希望像操作机床那样操作微波炉。

因此，民用嵌入式设备往往通过较低的硬件配置来降低价格，并通过适量（通常比较少）的按键和显示内容来降低使用复杂度。而这一切，都是.NET MF得以大显身手的地方。

　　可以看出，微软关于.NET MF的定位还是相当明确的——面向民用低成本嵌入式市场。下图是一两年前流行过一阵的新闻图片，传闻Gates腕上的SmartWatch中安装的，就是.NET MF的原型。

<shapetype id="_x0000_t75" coordsize="21600,21600" o:spt="75" o:preferrelative="t" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" filled="f" stroked="f"><stroke joinstyle="miter"></stroke><formulas><f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></f><f eqn="sum @0 1 0"></f><f eqn="sum 0 0 @1"></f><f eqn="prod @2 1 2"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @0 0 1"></f><f eqn="prod @6 1 2"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></f><f eqn="sum @8 21600 0"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @10 21600 0"></f></formulas><path o:extrusionok="f" gradientshapeok="t" o:connecttype="rect"></path><lock v:ext="edit" aspectratio="t"></lock></shapetype><shape id="Picture_x0020_0" style="VISIBILITY: visible; WIDTH: 135pt; HEIGHT: 193.5pt; mso-wrap-style: square" o:spid="_x0000_i1026" type="#_x0000_t75" alt="01-08gates-ces-sm.jpg"><imagedata src="file:///C:%5CUsers%5CANDERS~1%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image001.jpg" o:title="01-08gates-ces-sm"></imagedata></shape>

图 1 Bill Gates和Smart Watch
（资料来源：http://www.microsoft.com/presspass/press/2003/jan03/01-08ces2003overallpr.mspx）

　　下图给出了.NET MF的技术架构。相较于.NET Framework，.NET MF多出了CLR之下的PAL（平台适配层，Platform Adaptation Layer）和HAL（硬件适配层，Hardware Adaptation Layer，这两层使得.NET MF可以直接运行在硬件上，并提供基本的Timer、IO和内存管理等功能。而HAL也可以通过OS代替，在硬件资源相对充裕的情况下，这可以降低.NET MF的设计复杂度，并提供更多功能。

<shape id="Picture_x0020_1" style="VISIBILITY: visible; WIDTH: 415.5pt; HEIGHT: 311.25pt; mso-wrap-style: square" o:spid="_x0000_i1025" type="#_x0000_t75" alt="1.jpg"><imagedata src="file:///C:%5CUsers%5CANDERS~1%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image002.jpg" o:title="1"><font size="3"></font></imagedata></shape>

图 2 .NET MF技术架构
（资料来源：.NET MF白皮书[1]）

　　本文后面的部分将自下而上介绍.NET MF的各构成部分。

P.S. 因为最近工作比较忙，所以本文不能一次写完，将一部分一部分地贴出，还望各位看官见谅。本文主要参考.NET Micro Framework白皮书，下载地址：http://download.microsoft.com/download/3/1/9/319f7469-70bd-4e7c-a6cc-e5ad96939af4/net_micro_framework_whitepaper_v_1.0.doc。本文后面的部分将包括：HAL、PAL、CLR、库、应用程序开发。