Dispositivos y el Legado de Windows CE

Windows CE, conocido oficialmente en sus últimas versiones como Windows Embedded Compact, fue un sistema operativo de Microsoft diseñado específicamente para dispositivos embebidos y computadoras minimalistas. A diferencia de lo que muchos podrían pensar, no era simplemente una versión reducida del Windows de escritorio que todos conocían, sino que poseía un kernel y una arquitectura completamente distintos. Esta distinción fue crucial para su adopción en una amplia variedad de hardware con recursos limitados.

Su naturaleza modular permitía a los fabricantes de dispositivos seleccionar solo los componentes necesarios (soporte para ventanas, fuentes, redes, etc.) para construir una plataforma personalizada a través de herramientas como el Platform Builder. Esto lo hacía extremadamente flexible para diferentes aplicaciones, desde sistemas industriales hasta dispositivos de consumo.

¿Qué Dispositivos Utilizaron Windows CE?

La versatilidad de Windows CE le permitió encontrar un hogar en una diversidad de hardware. Algunos de los dispositivos más notables y plataformas de software que se basaron en este sistema operativo incluyen:

• El reproductor multimedia portátil Zune de Microsoft.
• Las plataformas de smartphones Windows Mobile y Windows Phone 7.
• Dispositivos de mano industriales (scanners, terminales).
• Sistemas de infoentretenimiento para automóviles.
• Equipamiento médico.
• Electrodomésticos inteligentes.

Es importante entender la relación entre Windows CE y plataformas como Windows Mobile, Pocket PC y Smartphone. Aunque a menudo se usan indistintamente debido a su origen común, esta práctica no es del todo precisa. Windows CE es el *fundamento*, el sistema operativo modular subyacente. Windows Mobile es un *conjunto de plataformas* (como Pocket PC, Smartphone y Pocket PC Phone Edition) construidas sobre Windows CE, cada una con componentes y aplicaciones adicionales adaptadas a tipos de dispositivos específicos (PDAs, teléfonos, PDAs con funciones de teléfono).

Pocket PC, por ejemplo, era una plataforma definida por Microsoft para uso general en PDAs, con requisitos de hardware y software más estrictos que los de una plataforma Windows CE personalizada. Sus características definitorias eran la pantalla táctil como interfaz principal y su tamaño portátil. Las versiones Pocket PC 2000 y 2002 se basaron en Windows CE 3.0.

La plataforma Smartphone, por otro lado, estaba diseñada para teléfonos móviles, enfocándose en la navegación con joystick y la entrada por teclado telefónico, y notablemente, los dispositivos SmartPhone no incluían una interfaz de pantalla táctil, diferenciándolos de la mayoría de los Phone Edition que usaban un formato de PDA.

El Fin de una Era: El Soporte de Windows CE Termina

A pesar de su amplia adopción en el pasado, Windows CE ha llegado al final de su ciclo de vida. La última versión, Windows Embedded Compact 2013 (versión 8), tuvo soporte principal hasta octubre de 2018 y el soporte extendido finalizó el 10 de octubre de 2023. Aunque Microsoft aún permite la venta de licencias hasta 2028, ya no se recomienda para nuevos proyectos.

En esencia, se puede considerar que Windows CE está 'muerto' para el desarrollo de nuevos productos. Esto plantea un desafío significativo para las empresas que tienen dispositivos basados en este sistema, ya que la falta de actualizaciones de seguridad y soporte lo hace vulnerable y obsoleto. La migración a una nueva plataforma no es solo recomendable, sino necesaria.

Opciones de Migración y Modernización

El término 'migración' desde Windows CE puede ser engañoso, ya que la pila tecnológica es muy diferente de las plataformas modernas. No se trata simplemente de mover código existente; a menudo, requiere una modernización completa de la aplicación. Este proceso, sin embargo, ofrece una excelente oportunidad para mejorar la aplicación con nuevas funcionalidades y una interfaz de usuario moderna.

Las opciones disponibles dependen del negocio, el producto y los objetivos de la empresa. Aquí exploramos algunas de las alternativas más comunes:

Windows 10 IoT Enterprise

Microsoft ofrece Windows IoT Enterprise como una ruta de migración. Esencialmente, es una versión de Windows Enterprise adaptada para el 'Internet de las Cosas' (IoT), lo que significa que es compatible con el vasto ecosistema de Windows para PC. Soporta procesadores de Intel, AMD, Qualcomm y NXP.

Sin embargo, presenta desafíos. No hay una lista oficial de placas de desarrollo compatibles, lo que significa que el soporte para hardware personalizado recae en el fabricante o desarrollador. El soporte para drivers está limitado a los proporcionados por Microsoft. Además, tiene un costo de licencia, que puede ser alto dependiendo del volumen de producción. Aunque Microsoft lo recomienda, la migración a menudo requiere modernizar la solución de todos modos.

Embedded Linux

Linux es una de las opciones más populares y robustas para sistemas embebidos. El soporte de los fabricantes de hardware para Linux está bien establecido y documentado, lo que lo convierte en la plataforma preferida para la implementación de BSP (Board Support Package). Es un sistema flexible y de código abierto.

Como desventaja, la curva de aprendizaje puede ser pronunciada para quienes vienen del ecosistema de Windows. Mantener una distribución Linux personalizada para un producto específico también puede ser complejo y consumir recursos.

Distribuciones de Escritorio Populares (Ubuntu, Debian, etc.)

Usar una distribución Linux de escritorio para un sistema embebido puede parecer tentador por su popularidad y comunidad, pero presenta varios problemas:

• Soporte de Hardware: No están diseñadas para hardware embebido específico, pudiendo faltar drivers o soporte de kernel.
• Tamaño de Memoria: Incluyen muchos paquetes de software innecesarios para un sistema embebido, resultando en una huella de almacenamiento grande.
• Esfuerzo de Personalización: Requieren un esfuerzo significativo para eliminar componentes innecesarios, configurar servicios de arranque y optimizar el sistema.
• Sistema de Actualización: Su sistema de actualización no suele ser adecuado para los requisitos de seguridad y fiabilidad de los sistemas embebidos.
• Mantenimiento y Reproducibilidad: Mantener una distribución personalizada y asegurar que las imágenes de producción sean reproducibles es un desafío.

Android

Android, basado en Linux, se presenta como un Linux embebido con una distribución y un ecosistema de desarrollo bien definidos. Ofrece un buen soporte de hardware y una comunidad de desarrolladores muy grande. Sin embargo, mantener una distribución Android personalizada para un producto no es trivial, y encontrar expertos en las partes internas del sistema operativo puede ser más difícil que encontrar expertos en Linux embebido. Google no soporta distribuciones Android personalizadas, lo que implica depender de recursos internos o de terceros.

Torizon OS

Ante la necesidad de mantener distribuciones personalizadas en las opciones anteriores, surge Torizon OS como una alternativa. Es una distribución Linux y un ecosistema de herramientas de desarrollo mantenido por Toradex. Es de código abierto, ofrece soporte y está diseñado para facilitar la migración desde entornos como Windows CE.

Torizon OS busca combinar las ventajas de Linux embebido con una experiencia de desarrollo más fluida, similar a la que los desarrolladores de Windows CE estaban acostumbrados. Se diferencia en varios aspectos clave:

BSP (Board Support Package)

En Windows CE, los BSPs eran proporcionados por Toradex para sus módulos, con herramientas como Microsoft Platform Builder para personalización, aunque el acceso al código fuente de algunos drivers de Microsoft era limitado.

En Torizon, el BSP también es mantenido por Toradex y se basa en Open Embedded y Yocto Project. El proyecto completo es de código abierto, permitiendo una personalización profunda si es necesario.

Herramientas de Desarrollo

El desarrollo en Windows CE se centraba en Microsoft Platform Builder, integrado con Visual Studio, requiriendo licencias específicas.

Torizon utiliza herramientas basadas en Linux, que son de código abierto y gratuitas. El ecosistema se apoya fuertemente en la Extensión Torizon IDE para VS Code, que proporciona plantillas listas para usar, despliegue remoto y depuración integrada, facilitando el desarrollo en varios lenguajes y frameworks (.NET, Python, Node.js, etc.).

Personalización del Sistema Operativo

En Windows CE, Platform Builder se usaba para habilitar/deshabilitar drivers, características y generar imágenes de depuración/release.

Torizon ofrece TorizonCore Builder, una herramienta de línea de comandos que permite personalizar la imagen del sistema operativo base, incluyendo drivers, configuraciones y aplicaciones, utilizando un archivo de configuración en formato YAML.

Configuración de Hardware (GPIO Pin Muxing)

En Windows CE, la configuración de pines GPIO a menudo se hacía a través de herramientas específicas del fabricante o modificando registros del sistema mediante drivers nativos en C/C++. Toradex proporcionaba bibliotecas de alto nivel para simplificar esto.

En Torizon, la configuración de hardware se gestiona principalmente a través del Device Tree, una estructura de datos que describe los componentes del sistema y es leída por el kernel Linux al arrancar. El acceso al hardware desde las aplicaciones se realiza a través de drivers del kernel y archivos del sistema (como /dev/gpiochipX), utilizando bibliotecas estándar de Linux como libgpiod. Este enfoque estandarizado facilita el acceso al hardware independientemente del fabricante, siempre que implementen el estándar.

Interfaz Gráfica de Usuario (GUI)

La GUI en Windows CE se basaba en GDI y la API de Windows CE. El desarrollo de aplicaciones gráficas en .NET usaba WinForms, con soporte para WPF y Silverlight en versiones posteriores. El entorno de escritorio era similar a Windows 98, aunque a menudo las aplicaciones de producto se ejecutaban a pantalla completa.

Torizon OS recomienda y soporta Weston, una implementación de referencia de un compositor Wayland. Weston puede configurarse para funcionar como un entorno de escritorio completo durante el desarrollo o para ejecutar una única aplicación a pantalla completa en producción. Para el desarrollo de GUI, la Extensión Torizon IDE soporta frameworks como Uno Platform y Avalonia UI, que permiten crear aplicaciones gráficas con C# y XAML, aprovechando las habilidades existentes de los desarrolladores de Windows CE.

Para aplicaciones legadas de WinForms en C#, existe la posibilidad de usar el proyecto Mono, una implementación de código abierto del .NET Framework para Linux. Sin embargo, no es totalmente compatible y la implementación de WinForms en Mono está en modo de mantenimiento, lo que requiere pruebas y posibles ajustes.

Preguntas Frecuentes sobre Windows CE y su Migración

¿Windows CE sigue recibiendo soporte? No, el soporte extendido para la última versión, Windows Embedded Compact 2013, finalizó en octubre de 2023. Ya no es seguro ni recomendable para nuevos proyectos.

¿Es lo mismo Windows CE que Windows XP Embedded? No. Windows CE es un sistema operativo y kernel distintos, diseñado para dispositivos embebidos. Windows XP Embedded se basa en el kernel NT de Windows de escritorio.

¿Qué tan difícil es migrar una aplicación de Windows CE a una nueva plataforma? Generalmente, no es una migración directa. Dado que las pilas tecnológicas son diferentes, a menudo se requiere una modernización significativa de la aplicación, lo que implica reescribir o adaptar gran parte del código.

¿Cuál es la alternativa recomendada por Microsoft? Microsoft sugiere Windows 10 IoT Enterprise, aunque esta opción tiene sus propios desafíos en cuanto a soporte de hardware y costos.

¿Por qué Linux es una opción popular para reemplazar Windows CE en sistemas embebidos? Linux ofrece gran flexibilidad, un ecosistema de código abierto, excelente soporte de hardware de los fabricantes de SoC y costos de licencia nulos para el sistema operativo base.

Conclusión

La migración desde Windows CE es un proceso complejo, pero inevitable dada la finalización de su soporte. Representa una oportunidad para modernizar y mejorar los productos. Si bien hay varias opciones como Windows 10 IoT Enterprise, Embedded Linux genérico o Android, soluciones como Torizon OS se presentan como alternativas diseñadas específicamente para suavizar esta transición.

El ecosistema de Torizon OS, al ser de código abierto, bien documentado y con herramientas que buscan replicar una experiencia de desarrollo integrada, ofrece un camino viable para los desarrolladores acostumbrados a Windows CE, permitiéndoles aprovechar sus habilidades en C# y .NET con frameworks modernos, mientras se benefician de la robustez y flexibilidad del kernel Linux. Explorar estas nuevas plataformas es crucial para asegurar la viabilidad y competitividad de los dispositivos embebidos en el futuro.

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