.NET MicroFramework Historique & état des lieux Architecture A lintérieur du MicroFramework Demo: Sumo Robot.NET MicroFramework.

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2 .NET MicroFramework

3 Historique & état des lieux Architecture A lintérieur du MicroFramework Demo: Sumo Robot.NET MicroFramework

4 Historique 2001 : Début de SPOT chez Microsoft Research Produits déja lancés: Smart Watches (2004) Microsoft TV (2005) (maintenant sous CE) En cours de lancement : Microsoft Windows Vista SideShow 2001 : Début de SPOT chez Microsoft Research Produits déja lancés: Smart Watches (2004) Microsoft TV (2005) (maintenant sous CE) En cours de lancement : Microsoft Windows Vista SideShow

5 Motivation Ce que propose Microsoft aujourdhui General Microsoft Windows XP Embedded Microsoft Windows CE Dérivés Microsoft Windows Automotive 5.0 Microsoft Windows Embedded for Point of Service Taille de Windows CE Le noyau de CE est > 600Ko selons les options Windows CE +.NET Compact Framework (CF)= 12Mo Windows CE a besoin dune MMU General Microsoft Windows XP Embedded Microsoft Windows CE Dérivés Microsoft Windows Automotive 5.0 Microsoft Windows Embedded for Point of Service Taille de Windows CE Le noyau de CE est > 600Ko selons les options Windows CE +.NET Compact Framework (CF)= 12Mo Windows CE a besoin dune MMU

6 Souvrir sur dautres périphériques.NET Micro Framework Set-top boxes Windows CE Windows XP Embedded Fonctionnalités croissantes Health Monitoring Wearable Devices Auxiliary Displays Remote Controls Windows Mobile Smartphone Pocket PC Phone Windows Automotive Portable Media Center VoIP phones Mobilehandhelds Gateways Retail Point-of-Sale Windows- based terminals Medical devices Entertainment devices

7 Architecture Philosophie et buts Bootable.NET Bénéfices du code managé, proche du hard Créer la plus petite plateforme compatible.Net pour les périphériques ayant peu de ressources (CPU, mémoire, alimentation) Compromis Empreinte mémoire réduite, options de boot avancées et BSP CLR runtime (engine, type system, GC) Librairies essentielles (mscorlib, graphics, HW, Net) Librairies sous forme de composants pour étendre des périphériques particuliers Bootable.NET Bénéfices du code managé, proche du hard Créer la plus petite plateforme compatible.Net pour les périphériques ayant peu de ressources (CPU, mémoire, alimentation) Compromis Empreinte mémoire réduite, options de boot avancées et BSP CLR runtime (engine, type system, GC) Librairies essentielles (mscorlib, graphics, HW, Net) Librairies sous forme de composants pour étendre des périphériques particuliers

8 Architecture

9 A lintérieur du MicroFramework Chipsets supportés ARM ARM7TDMI, 25Mhz, 384Kb RAM, 1/2Mb FLASH, 8Kb D/I cache ARM920T, 96Mhz, 4Mb RAM, 2Mb FLASH, 16Kb D/I cache ARM Cortex M3 (en cours de développement) Plateformes supportées (en tant quhôte pour le CLR) M68k Win XP Porter vers un nouveau hardware ~80-100 fonctions Porter vers une nouvelle plateforme ~20-30 fonctions Un kit pour porter le microframework vers un nouveau hardware est disponible Chipsets supportés ARM ARM7TDMI, 25Mhz, 384Kb RAM, 1/2Mb FLASH, 8Kb D/I cache ARM920T, 96Mhz, 4Mb RAM, 2Mb FLASH, 16Kb D/I cache ARM Cortex M3 (en cours de développement) Plateformes supportées (en tant quhôte pour le CLR) M68k Win XP Porter vers un nouveau hardware ~80-100 fonctions Porter vers une nouvelle plateforme ~20-30 fonctions Un kit pour porter le microframework vers un nouveau hardware est disponible

10 A lintérieur du MicroFramework HAL + PAL Conçus pour.NET MicroFramework Bootstrap Abstraction du matériel Mécanisme de report dappel de procédure ( Deferred Procedure Call (DPC) ) Priorités des appels de fonction Gestion des appels asynchrones ( entrées/sorties) Forme de multitâche coopératif Simple Ni scheduler ou gestion de mémoire Blocage minimum (seulement les ISRs) Seul le CLR est exécuté Conçus pour.NET MicroFramework Bootstrap Abstraction du matériel Mécanisme de report dappel de procédure ( Deferred Procedure Call (DPC) ) Priorités des appels de fonction Gestion des appels asynchrones ( entrées/sorties) Forme de multitâche coopératif Simple Ni scheduler ou gestion de mémoire Blocage minimum (seulement les ISRs) Seul le CLR est exécuté

11 A lintérieur du MicroFramework HAL + PAL Petit 40Ko (avec les drivers principaux) Execution du CLR Directement sur le HW (via HAL) ou En tant que tâche dun RTOS (via PAL) Petit 40Ko (avec les drivers principaux) Execution du CLR Directement sur le HW (via HAL) ou En tant que tâche dun RTOS (via PAL)

12 A lintérieur du MicroFramework Common Language Runtime (CLR) Dérivé du standard ECMA (CLI) CLS/CTS/VES Aucun appel unsafe Quelques extensions spécifiques à lenvironnement embarqué Taille très réduite runtime + framework library: ~200 KB <500KB toutes options (UI, XML, …) Dérivé du standard ECMA (CLI) CLS/CTS/VES Aucun appel unsafe Quelques extensions spécifiques à lenvironnement embarqué Taille très réduite runtime + framework library: ~200 KB <500KB toutes options (UI, XML, …)

13 A lintérieur du MicroFramework Common Language Runtime (CLR) Gestion mémoire Garbage collector Mark-and-sweep, non-incremental Support pour de la mémoire non-volatile Optimisé pour le ratio size/performance Moteur dexecution Charge et exécute le code managé (MSIL) MSIL interprété Execution avec une faible granularité Code plus petit Multi-threadé Gestion des exceptions Gestion mémoire Garbage collector Mark-and-sweep, non-incremental Support pour de la mémoire non-volatile Optimisé pour le ratio size/performance Moteur dexecution Charge et exécute le code managé (MSIL) MSIL interprété Execution avec une faible granularité Code plus petit Multi-threadé Gestion des exceptions

14 A lintérieur du MicroFramework Common Language Runtime (CLR) Moteur de sérialisation Optimisé pour la mémoire non-volatile RPC Communication bi-directionnelle Au travers de différents types de liens (Bluetooth, USB,…) Sécurité XTEA (symmetric) RSA (asymmetric) Moteur de sérialisation Optimisé pour la mémoire non-volatile RPC Communication bi-directionnelle Au travers de différents types de liens (Bluetooth, USB,…) Sécurité XTEA (symmetric) RSA (asymmetric)

15 A lintérieur du MicroFramework Common Language Runtime (CLR) Réseau Drivers 802.15.4 (Chipcon cc2420) et BT (Promi-SD) Bientôt une stack TCP/IP (System.Net.Sockets) Drivers managés GPIO, PWM, VTU32, I2C, SPI, USART Réseau Drivers 802.15.4 (Chipcon cc2420) et BT (Promi-SD) Bientôt une stack TCP/IP (System.Net.Sockets) Drivers managés GPIO, PWM, VTU32, I2C, SPI, USART

16 A lintérieur du MicroFramework Framework libraries Class Library Subset of Base Class Library (BCL) and full.NET Framework ~70 classes (vs. ~1450) ~420 methods (vs. ~22500) Très facile à étendre Synchronization, Threads, Timers Métadonées Type system used for most internal structures (EE, GC) Reflection Runtime type exploration Classes, structures Fields, methods Assemblies Extensions Extended Weak Refs Execution Constraints Weak delegates Class Library Subset of Base Class Library (BCL) and full.NET Framework ~70 classes (vs. ~1450) ~420 methods (vs. ~22500) Très facile à étendre Synchronization, Threads, Timers Métadonées Type system used for most internal structures (EE, GC) Reflection Runtime type exploration Classes, structures Fields, methods Assemblies Extensions Extended Weak Refs Execution Constraints Weak delegates

17 System.WebSystem.Windows.Forms System.DataSystem.XML System Services Services DescriptionDescription DiscoveryDiscovery ProtocolsProtocols UIUI HTML controlsHTML controls Web controlsWeb controls RuntimeRuntime Interop servicesInterop services RemotingRemoting SerializationSerialization Design Configuration Cache Session state Security Imaging Drawing 2D Text Printing Design ADO.NET SQL ServerCE SQL Client Xslt/XPath XML Document Reader/writers Serialization Service process Configuration Threading Diagnostics Net IO Resources Reflection Security Collections Globalization Text Component model.NET Framework System.Drawing

18 System.WebSystem.Windows.Forms System.DataSystem.XML System Services Services DescriptionDescription DiscoveryDiscovery ProtocolsProtocols UI HTML controls Web controls Runtime Interop services Remoting Serialization Design Configuration Cache Session state Security Imaging Drawing 2D Text Printing Design ADO.NET SQL ServerCE SQL Client Xslt/XPath XML Document Reader/writers Serialization Service process Configuration Threading Diagnostics Net IO Resources Reflection Security Collections Globalization Text Component model.NET Compact Framework System.Drawing

19 System.WebSystem.Windows.Forms System.DataSystem.XML System Services Description Discovery Protocols UI HTML controls Web controls Design Configuration Cache Session state Security Imaging Drawing 2D Text Printing Design ADO.NET SQL ServerCE SQL Client Xslt/XPath XML Document Reader/writers Serialization Service process Configuration Threading Diagnostics Net IO Resources Reflection Security Collections Globalization Text Component model.NET MicroFramework Interop servicesInterop services Runtime Runtime Serialization RemotingRemoting System.Drawing

20 A lintérieur du MicroFramework UI/Shell Basé sur WPF Polices Images Primitives vectorielles Transparence (couche alpha) Applicable sur toutes les primitives Basé sur WPF Polices Images Primitives vectorielles Transparence (couche alpha) Applicable sur toutes les primitives

21 Outil de développement Microsoft Visual Studio 2005 Nouveau projet : Microframework Déploiement vers un périphérique ou lémulateur Debug dans VS IDE Breakpoints Memory inspection Tracing Emulateur extensible Microsoft Visual Studio 2005 Nouveau projet : Microframework Déploiement vers un périphérique ou lémulateur Debug dans VS IDE Breakpoints Memory inspection Tracing Emulateur extensible

22 Sumo Robot

23 Liens Le site consacré au MicroFramework www.aboutNetMF.com Le site des développeurs http://msdn.microsoft.com/mobility/wiki