Windows CE 운영체제 개요

개 요

   초기부터 임베디드 운영체제 시장을 위해 설계 임베디드 시스템을 위한 실시간 운영체제  차세대 스마트 모바일 장치 및 메모리를 적게 차지하는 장 치를 신속하게 개발할 수 있도록 지원 풍부한 운영체제 기능 및 완벽한 개발 환경을 제공   다양한 네트워킹 기능, 하드 실시간, 적은 메모리 점유율, 풍부한 멀티미디어, 웹 브라우징 기능 등 사용자 정의 Windows CE 기반 장치를 개발하는 데 필요 한 모든 기능을 포함 Windows CE.NET

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역 사

Windows CE.NET

WinCE V6.0

Q4 2006

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특 징 (1)

 작은 시스템을 위한 OS 기능 Kernel + File system + Communication + Graphics and Shell + Applications (Pocket Word) + Internet Explorer 메모리 용량 200KB 800KB 1.3MB 4MB 8MB Windows CE.NET

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특 징 (2)

 다양한 하드웨어 지원 Core ARM MIPS SHx x86 PPC Model ARM720T, ARM920T, ARM1020T, StrongARM, Xscale MIPS II/32 w/FP, MIPS II/32 w/o FP, MIPS16, MIPS IV/64 w/FP, MIPS IV/64 w/o FP SH-3, SH-3 DSP, SH-4 486, 586, Geode, Pentium I/II/III/IV PPC403, MPC823, MPC850, MPC860 -> .NET부터 미 지원.

(참고) - WinCE 5.0부터는 제한된 MPU만 지원 - 추가적으로 삼성 S3C2410을 지원 Windows CE.NET

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특 징 (3)

 표준 API, 프로그래밍 모델 및 도구 사용    Win32 API 제공 지원 안함 : MS-DOS, Win 3.X , ODBC, OLE 지원 : 데이터베이스, MFC, COM, ATL  OS 구성의 모듈화 및 ROM 부팅    200여개의 모듈로 되어 있음 각 모듈은 LIB 형태로 나뉘어 있음 압축되지 않은 운영체제 이미지는 ROM에서 실행가능 Windows CE.NET

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특 징 (4)

 실시간 지원(Real Time Support)   이전 버전 Windows CE :일부 실시간 Windows CE 3.0 : 커널부터 실시간  Windows CE.NET : 다양한 실시간 기능  256 levels of thread priority, Nested Interrupts   Per thread quantum, improved timer accuracy Priority Inheritance Protocol to overcome Priority Inversion Problem  다기능(강력한) 제품에 사용 – 고급기능  고급응용서비스, 통신, 데이터베이스, 브라우저, 지역화, 멀티미디어, 디스플레이, 보안 Windows CE.NET

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특 징 (5)

 효과적인 개발환경  플랫폼 빌더(Platform Builder)   정의: Windows CE 운영체제 이미지를 만들기 위한 개발 도구 운영 체제의 구성 요소(components)들을 선택하고 하드웨어 에 맞는 드라이버들을 빌드하여 운영체제 이미지 만듬  에뮬레이터, 보드 지원 패키지(BSP) 마법사, 커널 디버거, 원 격 도구, Windows CE 테스트 키트, 카탈로그 등의 기능이 포 함 Windows CE.NET

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특 징 (6)

 효과적인 개발환경 (계속)  eMVT (eMbedded Visual Tools)   CE 운영체제용 응용프로그램 개발도구 eMbedded Visual C/C++와 eMbedded Visual Basic을 포함    Windows CE용 MFC 및 ATL을 지원 원격 프로세스 뷰어 또는 원격 레지스트리 편집기와 같이 응용 프로그램 개발할 때 유용한 일련의 원격 도구와 원격 디버거를 포함 eMVT는 독립된 IDE로 홀로 설치될 수도 있으며, 기존 Visual Studio.NET(사실상 Visual Studio 7.0 버전)과 함께 설치 Windows CE.NET

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특 징 (7)

 강력한 제품 사용   고급 응용 서비스: DCOM, Active X, MSMQ (Message Queue Service) 통신: 직렬, TAPI, 인터넷 연결 공유(ICS), PPTP, IrDA, TCP/IP, FTP, HTTP, 웹 서버, UPnP, SNMP, 원격 데스크탑 프로토콜    데이터베이스: CE 데이터베이스 API(Win32), OLEDB, ADOCE, SQL Server 2000 Windows CE Edition 브라우저: HTML 3.2 브라우저 또는 Internet Explorer 4.0 호환 브라우저 지원 지역화: 유니코드 기반. 한국어, 네덜란드어, 영어, 프랑스어, 독 일어, 이탈리아어, 일본어, 포르투갈어(브라질) 등 멀티미디어: DirectX, DirectShow, DirectDraw 및 DirectSound   디스플레이: 터치 스크린, 일반 디스플레이, 흑백으로 픽셀 당 32 비트(bpp)로 실행되는 장치 등을 지원  보안: Kerberos 보안 프로토콜 및 SSL(Secure Sockets Layer) 제공 10

특 징 (8)

 세밀한 전원관리   전원 꺼짐: 이 상태에서는 CPU가 꺼지고 RAM에 전원을 공급하 지 않는다. (모든 플랫폼 장치가 꺼져 있는 상태.) 켜짐: 표준 실행 모드. CPU가 실행되어 스레드를 예약하고, RAM과 모든 플랫폼 장치에 전원을 공급한다.   유휴 상태: 이 상태에서는 실행되는 스레드가 없고 CPU는 일시 중단 모드에서 인터럽트 예외만 관리한다. RAM에는 전원이 공 급되어 모든 값이 유지하지만 그 외 모든 장치가 켜져 있다. 일시 중단: 이 상태에서는 실행되는 스레드가 없고 CPU는 일시 중단 모드이며 타이머 인터럽트가 중단된다. RAM에는 전원이 공급되어 모든 값이 유지하지만 그 외 모든 장치가 켜져 있다.

 위험 전원 꺼짐: 이 상태에서는 CPU가 일시 중단되며, RAM은 자동 새로 고침 상태로 에너지 소비가 가장 적다. 모든 플랫폼 장치가 꺼져 있다. Windows CE.NET

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적용 분야

Windows CE.NET

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Overview of Windows CE.NET

Overview

        Overview of Windows CE.NET

Core Operating System Architecture Advanced Features of Windows CE.NET

Networking and Communications Real-Time Communication Multimedia Support and Architecture Security Features and Architecture Internationalization Windows CE.NET

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Overview of Windows CE.NET

    Windows CE.NET: Design Goals What is New in Windows CE.NET?

Basic Configurations Target Hardware Support Windows CE.NET

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Windows CE.NET: Design Goals

     Modular and compact operating system Wireless and wired connectivity Robust real-time capabilities Rich multimedia and multilingual support Strong development tool support Windows CE.NET

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What Is New in Windows CE.NET?

        Internet Explorer 5.5 for CE Wireless support Multimedia Customizable UI Security Services Real-time collaboration and communication Better multi-language support ClearType Windows CE.NET

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Basic Configurations

       PDA or mobile handheld device Variants with our without applications, such as WordPad  Cell phone/smart phone 160x220 nominal display resolution  Web Pad Touch-screen user interface and 640x480 or larger display  Internet appliance Browser-based with a fixed (CRT or LCD) display and a keyboard.

 Media appliance Playback or store music, video, and other electronic media  Digital imaging device Camera, projector, and printer Windows CE.NET

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Basic Configurations

(con

’

t)       Set-top box Connects to a TV for display of Internet /media content  Residential gateway Connects to the internet and shares that connection with a wired or wireless home network  Industrial automation device Human Machine Interface (HMI) or Programmable Logic Controller  Retail Point-of-Sale device Self-service kiosks, electronic payment terminals, POS terminals  Windows thin client Minimal remote access terminal with constrained shell and RDP Windows CE.NET

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Basic Configurations

(con

’

t)        Tiny Kernel Smallest functional Windows CE image Starting point for the most compact, headless devices Custom Device The most fully customizable configuration Allows you to choose from all operating system features Also a variant for devices Windows CE.NET

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Target Hardware Support

Processor Familly ARM MIPS SHx X86 CPU Intel SA1110 ARM920 ARM1020 Intel Xscale NEC Vr4122 NEC Vr5432 SH4-7750 SH3-7729 SDB Intel SA111x Assabet SDB ARM Integrator AP SDB Intel Lubock SDB NECDDB-Vr4122 Eagle SDB NEC DDB-Vrc5476 Boston SDB Hitachi SH4 Aspen SDB Hitachi SH3 Keywest SDb CEPC P5/P4/PIII/PII/CelK6x/At hlon NS Geode National Geode Reference Platofrm Windows CE.NET

BSP Name SA11X0BD ARMINTEGRATOR TBD EAGLE DDB5476 ASPEN KEYWEST CEPC GEODE 21

Core Operating System Architecture

Programming Interface (Win32, COM, MFC, ATL) Applications Communication Interface (Winsock, RAS, TAPI) Kernel GWES Device Manager Device Drivers Filesys Networking And Communications System OAL Hardware Windows CE.NET

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Core Operating System Architecture

(con

’

t)

Applications Embedded Shell Windows CE Shell Services Remote Connectivity WIN32 APIs COREDLL, WINSOCK, OLE, COMMCTRL, COMMDLG, WININET, TAPI Kernel Library OAL Bootloader GWES Drivers Device Manager File Manager Device drivers File drivers OEM Hardware IrDA TCP/IP

Windows CE.NET

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Core Operating System Architecture

(con

’

t) Windows CE.NET

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The OEM Adaptation Layer

     Layer between the Kernel and the hardware Set of functions related to system startup, interrupt handling, power management, profiling, time, and clock Included in BSPs for supported SDBs Coded by OEMs to adapt windows CE to their own custom platforms Linked with code provided by Microsoft to build the Kernel Windows CE.NET

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The Kernel Module

      Portable across supported processors Kernel is portable as most of the operating system is written in C  NK.EXE, COREDLL.DLL

NK.EXE contains Kernel code and Coredll.dll is the operating system core DLL module  Saving system resources CE loader is designed to save system resources by loading application pages as and when needed and by keeping only one physical copy of a DLL Demand paging  Loads virtual memory pages into physical memory when needed  Multiple execute in place regions Allows applications to execute code directly from read-only memory Windows CE.NET

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Device Driver System

     Device driver Links an operating system and a device     Built-in Drivers vs. Installable Drivers Built-in drivers are installed by the platform manufacturer Installable drivers are third-party peripheral devices that end users can connect to a windows CE-based platform Native Drivers vs. Stream Drivers All of the device drivers managed by GWES are native device drivers Device manager loads stream interface drivers when the system boots, if those drivers are listed in the registry   Monolithic Drivers vs. Layered Drivers Monolithic drivers implement interface directly in terms of actions on the device they control Layered drivers separated the implementation into two layers Windows CE.NET

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The GWES Modules

     Graphics, Windowing, and Event Subsystem Graphics output: display and printer User input: keyboard, stylus, and mouse Window management: message routing    Graphic Device Interface (GDI) Is the drawing subsystem of GWES Control how text and graphics are displayed Uses a device context to store drawing attributes for a specified device Windows CE.NET

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The Filesys Module

     The Filesys Module  Implements the object store File systems   Registry Property Database Substitutes for a hard drive on an embedded drive Resides in ROM, RAM, or both Can have a maximum size of 256 MB Windows CE.NET

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The Filesys Module

(con

’

t)      Storage manager Is responsible for all external storage items, including all the file systems and block drivers  Installable file systems Can provide access to a floppy diskette, a hard drive, a flash file system on a PC Card, or to other external storage devices  File-shadowing mechanism Allows a file to be stored both in RAM and ROM.

    Differences from other Windows file systems No letters assigned to file systems No concept of current directory No support for overlapped I/O All files stored in Ram are automatically compressed Windows CE.NET

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The Filesys Module

(con

’

t)      Registry Provides a common repository for system settings, application data, and user preferences Resides in RAM, if not present in RAM, the registry can be reloaded from persistent storage or rebuilt from ROM Registry functions specific to Windows CE      Property Database Provides a lightweight database management system Accessible using a new set of Win32 API functions specific to Windows CE Data stored in a flat model Accessible to ActiveX Data objects for Windows CE (ADOCE) Supports multiple volumes on installable file systems Windows CE.NET

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Real Time Operating System

       Bounded interrupt response latency Timer precision configurable (1millisecond default) System timer tick independent of thread quantum Nested interrupt support Priority inheritance Protected virtual memory Synchronization objects Windows CE.NET

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Power Management Features

   Power management features respond to system calls for turning the system off or for idling      Device level power states, DO-D4 D0-Full on: Full power with full functionality D1-Low On: Slightly reduced functionality, lower power and/or performance D2-Standby: Partial power with automatic wake D3-Sleep: Partial power with device initiated wake D4-Off: Power off The only device power state that all devices must support is D0, full on Windows CE.NET

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Advanced Features of Windows CE.NET

     Networking and Communications Real-Time Communication Multimedia Security Internationalization Windows CE.NET

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Networking and Communications

     Networking and Communications Architecture Wireless Platform Support Component Object Model Additional Networking Features Networking Scenarios Windows CE.NET

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Networking and Communications Architecture

TAPI Unimodem Web server RAS MSMQ IP Helper Applications COM SNMP WNet Winsock PPP Protocol Stacks(TCP/IP, IrDA) WinInet Serial NDIS(LAN, WAN, TR, IrDA) Network Drivers Serial Port Ir Port FIR H/W Network Interface Windows CE.NET

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Wireless Platform Support

      802.11 zero configuration and 802.1x

Enables roaming with minimal configuration and logon using user/password and certificate Bluetooth Supports dial up networking, WLAN access and object exchange  NDIS 5.1

Wireless enhancements, battery status  MediaSense Connect/disconnect, roaming in range/out of range notifications Windows CE.NET

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Component Object Model

   COM is a platform-independent object-oriented system  OEMs can choose from the different levels of run-time support Minimal COM (MCOM) provides baseline API set    COM provides a mid-range implementation of COM and OLE automation COM storage (COM_STG) combines the midrange COM implementation with structured storage functionality DCOM provides full-featured distributed COM implementation Marshaling support Windows CE.NET

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Additional Networking Features

     Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Internet Connection Sharing (ICS) Virtual Private Networking (VPN) Windows Sockets 2 (Winsock) Message Queuing (MSMQ)      Object Exchange (OBEX) Infrared Data Association IrDA IEEE 1394 (Firewire) MediaSence Media Access Control (MAC) Bridging Windows CE.NET

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Networking Scenarios

      Personal Area Networking (home, office) Scenarios: PDA, Internet Appliance, Networking Printer Features: Bluetooth, IrDA, UPnP  Local Area Networking (office, factory)   Scenarios: Thin Client, Enterprise Web Pad, Industrial Automation Features: Ethernet, DCOM Wireless LAM (office, coffee shop) Scenarios: Cell Phone, PDA, Web Pad    Features: Ethernet, Zero Configuration 802.11/802.1x

Wide Area Networking (WAN)(home, hotel) Scenarios: PDA, Internet Appliance, Web Pad, Residential Gateway Features: TAPI, RAS, PPP, Unimodem, VPN, PPTP Windows CE.NET

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Real-Time Communication

   RTC Support RTC Architecture RTC Scenarios Windows CE.NET

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RTC Support

      Real time Audio Communication (VoIP) SIP (Session Initiation Protocol) based Between IP devices- peer to peer or through server Across gateways to PSTN phones Instant Messaging   Presence Contacts Watchers Windows CE.NET

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RTC Architecture

User App RTC API Instant Messenger SIP RTP PINT TCP / IP PPP Serial Driver NDIS FTP Hareware Windows CE.NET

HTTP 43

RTC Scenarios

     Connectivity combinations CE device-to-CE or XP device CE device-to-PSTN phone CE device-controlled PSTN Phone-to-CE or XP device   Application requirements  Instant Messaging over a Network  CE-to-CE or CE-to-XP, no SIP server needed Monitor a Contact ’ s Presence or Control Presence Information CE device on a network with an SIP server Windows CE.NET

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Multimedia Support and Architecture

   Multimedia Support Multimedia Architecture Multimedia Scenarios Windows CE.NET

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Multimedia Support

      DirectDraw Direct3D DirectDVD DirectMusic 7 DirectShow 6.1

DirectSound® 6.1

     Legacy Video Playback Midi Playback MP3 Playback MPEG-1 Video Playback Digital Rights Management (DRM) Windows CE.NET

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Multimedia Architecture

Browsers / Applications Media Player Control COM Interface DirectShow filter graph manager Source Filter (ASF, AVI, etc) Transform Filter Render Filter Media Source (Internet or file system) DirectX foundation Media destination (audio / video hadrware) Windows CE.NET

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Multimedia Scenarios

  Stream or play live or recorded audio and video media from local or remote locations on mobile or fixed devices       Possible applications Digital Media appliances Web Pads and Internet portals Set-top boxes Telecommunications equipment Industrial control and medical applications Education and training Windows CE.NET

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Security Features and Architecture

   Which Security Features Are Supported?

SSPI Security Architecture Security Scenarios Windows CE.NET

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Which Security Features Are Supported?

      Trusted environment Certified applications CyptoAPI Protected registry Password control Protected store        LDAP Security Model Secure Sockets Layer PPTP PC/SC Secure file System DCOM security 802.11 security Windows CE.NET

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SSPI Security Architecture

   SSPI-Security Support Provider Interface Kerberos protocol NTLM protocol Windows CE.NET

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Security Scenarios

    Control access to the device Protect against unauthorized applications Secure data storage and file systems Secure network and internet connections Windows CE.NET

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Internationalization

     Platform localization options: Localization vs. Internationalization Changing the language of your operating system Adding locales Selecting codepages     Creating international Applications: Building for a different Locale Shared source files Understanding Unicode and NLS Windows CE.NET

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Internationalization

(con

’

t)           Common practice for developing international software: Use a few target locales for initial development and testing Resource Localization: Strict or Non-strict Translation Tips Avoid using vague words, colloquialisms, jargon, acronyms, and abbreviations Use good grammar Avoid dynamic concatenation of different strings Avoid hard-cording file names in a binary files Avoid including text in image and icons  International Conventions Locales might have different conventions for expressing information Locales might have different keyboard conventions 54

Windows CE 5.0의 특징 (1)

      제한된 CPU 지원 ARM, MIPS, SH4, X86 계열의 CPU만 기본적으로 지원 Intel의 전략에 따라 기존의 StrongARM 계열 CPU는 지원하지 않음 PPC 및 SH3 계열 CPU을 지원하지 않음 추가적으로 삼성 S3C2410을 지원함 상용 제품 수준의 안정화된 OAL(OEM Adaptation Layer) 제공  확장된 디바이스 드라이브       SDIO USB 2.0

PC CARD 32Bit 보강된 장치관리자 기능 ATAPI 기능 보강 양질의 디바이스 드라이브 50여개 지원 Windows CE.NET

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Windows CE 5.0의 특징 (2)

    웹브라우즈 기능 추가 팝업 윈도우 차단, URL 자동완성 기능, 상태표시 바, 보강된 TV 렌즈 지원 등의 기능 추가 P3P(Plaform for Privacy Preference) 지원       멀티미디어 기능 추가 Direct3D Mobile – 모델 설계 지원 DirectX 8과 COM 기반의 3D 프로그래밍 빠른 그래픽 및 텍스트 렌드링과 알파 블렌딩 처리 드라이버의 최적화를 위한 테스트 및 벤치마킹 도구 재생 시작시간을 줄이기 위한 Fast Start 스틸사진 코덱을 위한 단일 라이브러리(JPG, GIF, PNG, TIFF, BMP, ICO) 윈도우 미디어 코덱 업데이터 Windows CE.NET

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Windows CE 5.0의 특징 (3)

        안정화된 커널 Shared Heap memory 성능 향상 64개 시스템 인터럽트 지원 워치독 타이머 기능 향상 전원관리 스레드 우선순위 조정   셀 기능 확장 사용자 인터페이스 기능 향상 휴지통 기능 향상  보안 기능 변경 보안 관련 기능 향상  편리한 통합 개발 환경 기존 IDE 환경과 명령 프롬프트 환경간의 동기화 지원 에 소요되는 시간 및 편의성을 대폭 향상  빌드 Windows CE.NET

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Windows CE 5.0 vs Windows Embeded CE 6.0

      프로세스 주소 공간이 32MB에서 1GB로 증가 프로세스의 수가 32개에서 32K로 증가 사용자 모드 및 커널 모드 장치 드라이버가 가능 Device.exe, filesys.exe, GWES.exe 파일이 커널 모드 로 이동 SetKMode 및 설정 프로세스 허용이 불가능해짐 System 호출 성능 개선  PC 운영체제 수준의 성능 향상 및 보안 기능 강화 Windows CE.NET

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