在Windows CE(WinCE)以3美元來授權核心系統的這波低成本強攻市場策略帶動下，加上提供Windows CE .NET 4.2評估版，協助開發人員可快速評估作業系統與以最低的開發成本推出嵌入式裝置...
在Windows CE(WinCE)以3美元來授權核心系統的這波低成本強攻市場策略帶動下，加上提供Windows CE .NET 4.2評估版，協助開發人員可快速評估作業系統與以最低的開發成本推出嵌入式裝置，已使更多業者紛紛投入嵌入式產品的開發，而它所帶來的商機更是深具潛力，其應用領域涵蓋行動手持式裝置、閘道器、視訊轉換器、VoIP電話、銷售點終端機、消費性電子用品等各式多媒體消費性產品。本文將從Windows CE的技術開發層面，深入到各種應用，最後再分析市場形勢的真實情況。WinCE架構可實現任何數據間的傳輸
Windows CE是由許多離散模組構成，最關鍵功能的4個模組包括內核模組、物件存儲模組、圖形、視窗和事件子系統(GWES)模組以及通信模組，每一模組都提供特定的功能；而這些模組中的一部分被劃分成組件，組件的結構使Windows CE變得非常緊湊(只佔不到200KB的RAM)，因此只佔用了運作設備所需最小的ROM、RAM以及其他硬體資源。此外，Windows CE還包含一些附加的可選擇模組，這些模組結構乃是採用獨立於一般的程式設計語言並且相容於Windows API的方式，如此不僅可保障Windows CE的模組化和ROM化，並能充分適用於有限的儲存空間和各種硬體的要求。
在Windows CE的架構裡，內建與PC、Internet及其它Windows CE設備的通信能力。有了這些功能，可以實現任何數據間的傳輸，包括撥接或直接連接區域網路或網際網路，以及與數位相機、印表機數據等傳輸。在安全性和網路通訊協定的支援有802.11a、802.11b和802.11g等無線區域網路協定、乙太網路和藍芽個人區域網路定、Wi-Fi Protected Access(WPA)、802.1x、網際網路安全通訊協定(IPSec)、IPv6、虛擬私有網路(VPN)、防火牆支援和Protected Extensible Authentication Protocol(PEAP)。
對於圖形裝置介面(GDI)和使用者的介面(USER)，Windows CE採用多組件的方式，OEM廠商可以從中選擇自己合適的組件架構出GDI和USER，比如要選擇黑白或彩色介面。在GDI對顏色的支持上， Windows CE設計的像素深度可以支持從1至32個BPP，而且支持應用軟件對調色板的設置。此外Windows CE亦能支援手寫體和聲音識別、動態影像、3D圖形等特殊應用。
Windows CE的API是Win32 API的一個子集，擴充支援近1500個Win32 API，程式設計師以這些API隨實際應用需求來編寫應用程式。在設計Windows CE的API時，更針對儲存的大小、電源的管理、驅動程式的模組以及如何使線程調度表更簡單加以製定。除了提供API外，Microsoft Windows CE上的開發環境Platform Builder把Windows CE作業系統的強大功能和一個集成開發環境以及Win32上內容豐富的嵌入式開發工具集結合起來。Windows CE的Platform Builder的低成本原型功能在允許OEM並行地開發軟體和硬體方面，證明自己獨特而不可或缺的價值。
Windows CE Platform Builder提供開發者需要的作業系統和開發工具以建立高階的嵌入式應用程式。它和高性能的Developer Studio集成在一起，讓開發者可獲得高效率和專案管理能力，以及在Windows CE作業系統下建立嵌入式應用程式的完整的工具集。這個集合環境包括了Win32 API-相容於PC的應用程式介面，提供了豐富且容錯性極好的服務。另外，存在著成千上萬的其他工具、軟體庫、書籍及其他資源供Win32開發者使用，自然有著更多諳熟Win32 API的軟體發展者。
Microsoft的開發工具在結合高性能和突出的價值方面一向做得不錯，Platform Builder也不例外，它不僅改變嵌入式軟體工具的獲得和使用方式，也大幅降低程式設計師對於嵌入式產品開發的成本和時間。Windows CE和Platform Builder不僅改變嵌入式系統開發的經濟模型，它們還改變了評估模型。Windows Platform Builder可通過零售管道獲得，在價格上與其他同類型嵌入式開發工具比起來也具相當優勢。Windows CE的基本設計目標之一是簡化嵌入式開發過程，這一目標的實現借助於當今嵌入式系統設計者在編程時最為廣泛使用的Win32 API的引入，並和Microsoft Visual C++等開發系統結合在一起。同時，Windows CE提供一個穩定、靈活且被廣泛支援的作業系統來處理建立在嵌入式系統上的多種多樣的硬體平台和軟體應用程式。
Windows CE的應用領域十分寬廣，其中包括了行動手持式裝置、閘道器(Gateway)、視訊轉換器(set-top boxes)、VoIP電話、銷售點終端機(POS)、消費性電子用品等，從以下的分析中可以一窺各類應用產品的市場競爭力。
西元2000年，Palm開創了PDA風潮，不但匯集資訊、通訊和消費性電子等特色，也吸引不同產業業者的投入。2002年，PDA市場中的主流作業系統仍為Palm OS，微軟的WinCE次之，但隨著微軟作業系統的改善，市場佔有率不斷上升，預估兩者間的差距將會逐漸縮小，如表1所示。
PDA占吸引消費者的目光後，微軟趁勢加速WinCE作業系統的開發。自2001年起，陸續推出Pocket PC，Pocket PC 2002，Pocket PC 2002 Phone Edition等產品，除了提昇穩定度和效能上的表現，在無線佈局上也下了一番功夫。2002年中，搭載微軟作業系統的GSM/GPRS無線PDA問世，由英國的行動電信業者mmO2販售。
過去，搭載Palm OS的PDA對運算的要求並不高，焦點多著重在耗電與成本方面的表現；根據這樣的考量，Motorola的DragonBall微處理器成為Palm OS最佳的選擇。此外，Motorola也不斷提昇DragonBall的運算速度，從最早先的16MHz，提昇到66MHz的運算速度以因應市場的需求。然而，由於DragonBall先天上的限制使其在運算速度上的升級空間有限，5.0版以後的Palm OS便改採ARM核心的微處理器，Palm在2002年推出的新款PDA Tungsten則採TI的ARM微處理器，Sony的高階PDA則選用Intel的Xscale(同樣使用ARM的核心技術)微處理器。
放眼未來，提升更好的耗電表現及晶片的整合性將是重要的發展方向，提升運算速度將不再是PDA微處理器的唯一重點。耗電表現的提昇，可從製程技術的進步、電路設計的改良、軟體操作的方式，或是整合型產品開發，來達到降低微處理器耗電量的效果。整合晶片方面，則是將周邊晶片整合至單一晶片中，提昇空間使用效率，加速產品開發的時間，以期達到省電、低成本的效益。至於整合型產品的發展方向，也隨微處理器製造商的不同而有所差異，Intel以記憶體整合為第一階段目標，再逐步整合數位基頻的電路，和TI以無線通訊晶片的整合為主軸，有不同的發展方向。
Windows CE的PDA一向強調運算方面的表現，相對來說，對微處理器的需求就更高了。初期，因為各家廠商推出的產品差異不大，各家採用的產品也就不盡相同；但 2001年Intel的StrongARM微處理器問世之後，在運算效能和耗電量上有十分優異的表現，便逐漸取代過去各家的產品，成為Windows CE陣營中的主流微處理器。
新一代StrongARM微處理器XScale則在運算和耗電的效能上做進一步的提昇，預估會影響Intel產品在WinCE PDA勢力的競爭產品將非常有限。開發Windows CE PDA的廠商，因為StrongARM和XScale處理器的關係，對Intel產品熟悉度較高，但無線PDA的發展將給TI進入此一市場的機會。 Intel是由微處理器往通訊用的數位基頻電路發展，TI則是由通訊用的基頻電路切入應用微處理器，未來隨無線通訊功能的提昇，兩大廠商的競爭將更加激烈。微處理器和通訊電路這兩塊市場，究竟會被一家所壟斷？還是維持現在的局勢？將是未來發展的觀察重點。
Windows CE .NET核心授權方案裡，其功能涵蓋了家庭與辦公室網路閘道器等應用，如支援大量的安全性和網路通訊協定、全功能裝置設定和管理支援，以及直覺性的網路閘道使用者介面等。直覺性的網路閘道使用者介面則讓企業和網路營運服務商能夠提供吸引人的閘道器本機服務，例如電子商務、線上遊戲、電子郵件服務等，使用者均可透過客製化的網路瀏覽器介面存取。
家庭網路閘道器(RG)是整個服務傳送鏈的核心，它介於內部聯結設備和外部服務層之間，在家庭網路中具有無可取代的作用，除網際網路連接之外，還將為消費者帶來更多的功能。消費者日後將體驗到簡便及自動化的網路閘道設置，以及增值服務直接提供給自動檢測到的設備的樂趣。RG不但能與UPnP、JINI和 HAVi等新式互作業方式相互通訊，更可與各種現有產品整合在一起，包括視訊轉換盒、數位和類比消費電子產品等。
家庭網路閘道系統大致分為三種：寬頻數據機、乙太網路閘道器和寬頻路由器。寬頻數據機處於WAN和LAN之間，網路閘道器負責橋接器的功能，將從一端收到的數據轉換成另一端能夠理解的格式。乙太網路連接通常用於為單獨的數據機提供連接，因而乙太網路閘道器內，只有多個LAN不含WAN，其中包含有線埠，和與日遽增的無線埠。同時，這些網路閘道還負責對流入資訊進行路由選擇。此外，也有越來越多的系統開始添加防火牆和網路安全等業務，以避免未經授權的存取者從外部進入家庭網路。寬頻路由器則整合了數據機和網路閘道設備在一個用戶盒內，在電纜調變解調市場上已經出現了這種整合的方式，但在ADSL市場上，數據機和網路閘道器這兩種功能還是分開實現的。
設計工程師為了讓網路閘道適應將來的發展需求，必須為支援新的服務而提供所需的擴展空間，這些服務包括網路安全、系統管理以及附加功能。同時，硬體供應商必須將系統的初期費用和整體成本降至最低，且隨著時間的推移，他們所需考慮的成本還可能不光是單獨的設備成本，更要考慮到提供該應用所需付出的所有成本。
以研華(Advantech)為例，該公司結合微軟的Windows CE.NET 4.2以支援擴充其開發的家用閘道器，同時，也表示Windows CE.NET 4.2使得設計更容易連接到企業伺服器的設備，不僅HTML資料可經瀏覽器觀看，並透過多平台在Windows NT或Windows CE操作上有更好的控制及等比縮放，亦包含了Internet Explorer 6.0，讓MPEG 4和MP3多媒體兼容性更容易整合，加上Windows Media 9系列版本提供加強壓縮，更支援串流視訊，可經由閘道器擷取視訊訊號，放置於乙太網路或無線連線上串流，因此使用者可以利用他們的電腦和其他數位裝置，來欣賞電視及視訊節目。
自從數位電視近年來被大力推動後，視訊轉換器也逐漸成為家用的數位傳輸平台，以傳輸越來越多樣的互動式數位內容服務。從有線電視、衛星電視到現在新的IP 式視訊轉換器系統，為了要有彈性地導入且符合其成本效益地傳輸數位內容服務(包括隨選視訊(VOD)、個人化錄影機(PVR)、電子節目表(EPG)、電視商務(t-commerce)、傳訊、音樂、遊戲和網路瀏覽)，就越來越需要一個豐富、可調適的32位元嵌入式作業系統。
為什麼視訊轉換器要被開發出來呢？一般來說，收看數位電視要將傳統的類比式電視加裝可接收、轉換數位訊號的數位視訊轉換器，才可收看數位電視節目，且加上視訊轉換器便可上網，再藉由無線遙控器即可點選網站接收各類資訊，比起電腦操作方便且容易許多。視訊轉換器的背後，建立電子商務入口網站，提供專屬會員各式各樣的商品服務給，更是創造出高度的商機。由此可知，視訊轉換器設備融合了強勁的多媒體處理、Web瀏覽等豐富的應用功能，充分展現了Windwos CE作為消費類電子產品系統的優越性。
視訊轉換盒不見得可以在未來市場上屹立不搖。FCC規定到2007年，所有電視必須透過整合數位電視調諧器以達到數位化，視訊轉換盒在不久的將來或許會被另一種設備給取代，亦可能整合進網路閘道器來使用。
網際網路通訊協定語音(VoIP)是一種快速興起的技術，它運用了以IP為主的網路無所不在的特性，提升了科技的便利性。在企業及家庭環境部署可啟用 VoIP的裝置，進行語音通訊，像是桌上型電腦、行動IP電話和網路閘道器，可減少語音及資料通訊的成本、改進現有的功能。裝置製造商和網路經營者也因此開發了許多種類型的VoIP裝置，就像其他電腦運算裝置一樣，使用者可由各種外型因素、功能組合及使用介面加以選擇。VoIP裝置可用在各種不同的位置，從家庭及辦公室，到旅館大廳、會議室、工廠樓層到零售商店等皆可。某些VoIP裝置可以讓使用者動態地在不同的電話網路間切換。
VoIP用戶端裝置開發人員所面對的是如何設計出一個容易使用的介面，這介面是能提供先進來電功能、複雜電話功能及服務直覺存取；另一方面，則是要設計出一個完整且遵行業界標準的通話用戶端平台，同時又可讓裝置製造商、設備供應商和經銷商能快速開發新的VoIP裝置，迎合變化的市場趨勢。面對以上挑戰， Windows CE .NET提供一個即時的用戶端作業系統，讓裝置製造商及開發人員能夠有效及可靠地解決這些問題。它具有連線能力、輕巧裝置的作業系統的所有優點，提供了豐富的功能，迎合目前及興起的VoIP用戶端裝置市場需求。
銷售點終端機(POS)是許多零售商和服務業者用來處理和記錄購買交易的一種裝置，它們逐漸被用來提供即時的銷售和存貨資料報告，除了可促進自助式服務的交易，更可使企業的供應鏈更有效率，進而降低部署和維護零售IT基礎結構的成本。
POS系統供應商的目標是幫助零售業提供更佳的服務給顧客，同時讓銷售人員更具生產力，因此便需要提供一個具彈性的平台。除此之外，藉由存取作業系統原始碼，能依客戶的不同需求，為他們量身訂做POS終端機的作業系統。新一代POS將提供更佳生產力、精確度、高度安全性與包容錯誤的能力，讓零售商提高顧客服務品質。Toshinba TEC新一代銷售點終端機運用Windows CE .NET所提供更快的執行效能和改良的網路功能，來確保裝置的網路連線，且讓.NET相容的商用應用程式達到更加精密的功能。這些新產品將為零售相關產業如電子銀行、百貨超市、連鎖零售店、自助服務終端、數據收集、存貨清點、旅館等提供更具安全性、更正確、提供更佳服務的POS終端機。
近年來，硬體計算的成本持續降低，可加強和擴展電腦與網際網路型數位多媒體的軟體逐漸被採用，使得消費性電子產品的種類增多。Windows CE .NET趁勢推出的即時作業系統，提供採用「網際網路通訊協定(IP)」型的網路、網際網路服務、整合式多媒體經驗，以及更豐富的應用程式和使用者介面功能，為原始設備廠商(OEM)建立起這些功能和經驗。此外，它還具備了管理數位媒體內容和輕鬆連接電腦和擴充連線裝置儲存的能力，快速地建構出下一代智慧型與連線型消費性電子裝置。
即時作業系統的功能十分廣泛，包括即時、優先、多工處理的架構，支援200多種與ARM、MIPS、SH和x86架構不同的32位元CPU，支援 UPnP、XML、通用描述、探索與整合(UDDI)以及簡單物件存取通訊協定(SOAP)。無線和網路支援802.11a/b、藍芽、紅外線資料關聯以及Ethernet，提供遠端管理Windows桌上型電腦的經驗等。
Microsoft Windows CE是一個全新的系統，一個小規模而又高度可定制的作業系統，以最現代的技術設計，適用於現有的和下一代的32位元微處理器家族，包括植基於MIPS、PowerPC、SH-3、SH-4、ARM、StrongARM和Pentium核心的功能強大的新型處理器。
就嵌入式系統發展而言，現今的嵌入式設計平台處於高度分化狀態中，多得讓人眼花繚亂的，包括微控制器、微處理器、定制和專用的作業系統、即時操作系統附件和內核，以及非標準化的嵌入式開發系統和重要的工具。目標和工具上的多樣化也困擾著嵌入式系統的主要購買者，使得支援與維護所有平台環境變得幾乎不可能。這一障礙導致製造商和主要銷售團體堅持嵌入式系統開發者必須遵守標準平台和開發工具的原則。作為嵌入式平台的Windows CE滿足甚至超過這些需求，因為Windows CE作業系統及相關開發工具提供廣為人知的開發環境，並且與所需的高性能、高效率和攜帶型作業系統結合在一起。至於Windows CE的高級特性，諸如網路、通信以及圖形功能，和模組化設計結合在一起，為中級開發人員建立高複雜度嵌入式系統提供了理想的環境。
行動手持裝置Handheld PC是最先利用Windows CE功能的設備，但HPC卻也是這一嶄新而功能強大的系統唯一實現的應用。但隨著無線網路技術的進步以及寬頻網路不斷加速，可以預見在未來幾個月或一年內，業界將掀起一股熱潮，紛紛在攜帶型行動式電子設備和緊湊的專用系統運行Windows CE。此外，許多公司都在努力探求除了能夠用於基本的收發電子郵件和瀏覽網際網路資訊外，還有哪些功能值得努力？眼看Windows CE在寬頻網路閘道市場正日益成型，但在它最終穩定和成熟之前必定會呈現多樣性的發展，因而嵌入式應用軟體在公開介面上產生產品資料的功能，勢必將激起一股控制產品湧入市場的潮流。