Quelltext der Seite .NET Micro Framework

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{{Infobox Software
|Hersteller           = [[Microsoft]]
|Erscheinungsjahr     = ca. 2007
|AktuelleVersion      = <!-- Wikidata -->
|Kategorie            = [[Plattform (Computer)|Plattform]]
|Lizenz               = [[Apache-Lizenz 2.0]]
|Deutsch              = nein
|Website              = [http://www.netmf.com/ www.netmf.com/]<br />[http://netmf.github.io/ netmf.github.io/] <small>(ab Version 4.4)</small><br />[http://netmf.codeplex.com/ netmf.codeplex.com/] <small>(bis Version 4.3)</small>
}}

Das  '''.NET Micro Framework''' von [[Microsoft]] ist ein Abkömmling des [[.Net-Framework|.NET Frameworks]] zur Programmierung von [[Eingebettetes System|Embedded-Systemen]] mit geringen Ressourcen wie Getränkeautomaten oder Bordsystemen in Automobilen.

== Überblick ==
So wird beispielsweise die MSN Watch mit dem .NET Micro Framework betrieben. Ein weiterer Einsatzbereich sind [[Windows SideShow|Sideshow Gadgets]], die von [[Microsoft Windows Vista|Windows Vista]] unterstützt werden. Die Firma Digi International hat im April 2007 mit ihrem Kommunikationsmodul Digi Connect ME die erste Ethernet-Netzwerklösung vorgestellt.

Das Entwicklungskonzept basiert auf dem .NET Framework. Als Programmiersprache kommt jedoch nur [[C-Sharp|C#]] zur Verwendung.

== Technische Einzelheiten ==
Die Entwicklung mit dem Micro Framework ist grundlegend anders als die Entwicklung für [[Microsoft Windows CE|Windows CE]] mit dem [[.NET Compact Framework]]. Das Micro Framework selbst fungiert als Betriebssystem direkt auf der Hardware. Eine entsprechende [[Hardwareabstraktionsschicht]] ist im Micro Framework integriert.

Das Micro Framework ist kein [[Echtzeitsystem]]. Der Code wird nicht wie bei den anderen .NET Frameworks üblich mit Hilfe des [[Just-in-time-Kompilierung|Just-in-time-Compilers]] zur Laufzeit kompiliert, sondern [[Interpreter|interpretiert]]. Die damit einhergehenden Geschwindigkeitseinbußen können jedoch kompensiert werden, indem die performancekritischen Codesegmente als nativer Code implementiert und über ''Interop'' aufgerufen werden.

=== Hardwareabstraktionsschicht ===
Die [[Hardwareabstraktionsschicht]] (HAL) kann mit Hilfe von Delegaten und Ereignissen mit der [[Common Language Runtime|Common Language Runtime (CLR)]] kommunizieren. Somit ist es möglich, das Gerät in einen Schlafzustand zu versetzen, jedoch immer noch in der Lage zu sein, auf bestimmte Ereignisse zu reagieren.

'''Treiber im HAL'''

Folgende Treiber sind im HAL bereits integriert:

* Gepufferter serieller [[RS-232]] I/O
* [[Serial Peripheral Interface|Serial Peripheral Interface (SPI)]] mit 13,8&nbsp;MHz
* Monochrom [[Flüssigkristallanzeige|LCD]] (120 × 96)
* Batterieüberwachung (Temperatur, Spannung und Ladezustand)
* [[Bluetooth]]
* 802.15.4 low-rate Wireless Personal Area Networking ([[Wireless Personal Area Network|WPAN]])
* [[Flash-Speicher|Flash]] (parallel) und [[Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory|EEPROM]] (seriell) Speicher
* Kalibrierte Zeit
* Boolesche Ausgaben (Hintergrundbeleuchtung, Vibration etc.)
* Boolesche Eingänge (Schaltflächen etc.)
* [[Pulsdauermodulation|PWM]]-Ausgänge ([[Ferroelektrischer Lautsprecher|Piezolautsprecher]], Dimmer, Vibration)

Mit dem Micro Framework ist es weiterhin möglich, Treiber in [[Programmcode|Managed Code]] zu schreiben.

=== Multithreading ===
Das Micro Framework stellt [[Multithreading]] bereit, selbst wenn die zu Grunde liegende Hardware dies nicht unterstützt. Genau betrachtet handelt es sich bei der Execution Engine nicht um eine multithread-fähige Engine. Vielmehr kann diese als Simulator einer solchen betrachtet werden. Der [[Kontextwechsel]] erfolgt in 20-ms-Abständen, Threads sind priorisierbar und unterstützen Unterbrechungen.

=== Garbage Collection ===
Auch der [[Garbage Collection|Garbage Collector]] hat einige Änderungen erfahren. Auf Grund des meistens sehr kleinen Arbeitsspeichers auf den Zielsystemen wurde auf einen hierarchischen Garbage Collector verzichtet. Stattdessen wird ein [[Garbage Collection#Mark-and-Sweep-Algorithmus|Mark-And-Sweep]]-Algorithmus benutzt. Dieser wird zusätzlich durch Ablage von Metadaten auf dem Heap optimiert.

Um die Nutzung des Arbeitsspeichers weiter zu verbessern, wurde der Garbage Collector dahingehend erweitert, dass er Daten in nicht flüchtigen Speicher auslagern kann, wenn die zugehörige Anwendung inaktiv ist.

=== Klassenbibliothek ===
Das Micro Framework enthält eine Untermenge der Klassen des [[.Net-Framework|.NET Frameworks]]. Bei der Auswahl der [[Namensraum|Namensräume]] wurde darauf geachtet, lediglich die Teile in das Micro Framework zu integrieren, die für den Betrieb kleiner, autonomer Geräte nötig sind.

Neben den Namensräumen des .NET Frameworks wurde der Namensraum SPOT hinzugefügt, der lediglich im Micro Framework zur Verwendung kommt. SPOT bedeutet Smart Personal Objects Technology<ref>Microsoft News Center: ''[https://news.microsoft.com/2002/11/17/microsoft-launches-smart-personal-object-technology-initiative/ Microsoft Launches Smart Personal Object Technology Initiative]''</ref> und ist die Microsoft-Terminologie für elektronische Geräte wie Uhren, Wecker, Schlüsselanhänger etc., die deren Besitzer Informationen zugänglich machen.

Die vollständig oder teilweise ''geerbten'' Namensräume der .NET Base Class Libraries:
* System
* System.Collections
* System.Diagnostics
* System.Globalization
* System.IO
* System.Net
* System.Net.Sockets
* System.Reflection
* System.Resources
* System.Runtime.CompilerServices
* System.Runtime.InteropServices
* System.Runtime.Remoting
* System.Runtime.Text

Die neu hinzugefügten Namensräume für intelligente persönliche Objekte:
* Microsoft.SPOT
* Microsoft.SPOT.Cryptography
* Microsoft.SPOT.Hardware
* Microsoft.SPOT.Input
* Microsoft.SPOT.Net.NetworkInformation
* Microsoft.SPOT.Presentation
* Microsoft.SPOT.Presentation.Controls
* Microsoft.SPOT.Presentation.Media
* Microsoft.SPOT.Presentation.Shapes

== Änderungen in Version 2.5 ==
Das .NET Micro Framework 2.5 wurde mit einem [[Transmission Control Protocol/Internet Protocol|TCP/IP]]-[[Protokollstapel|Stack]] erweitert. Darauf aufbauend wurde ein [[Devices Profile for Web Services|DPWS]]-Stack in das Micro Framework integriert. Dieser DPWS-Stack wurde eigens für das Micro Framework in Managed Code entwickelt und trägt den Namen MFDPWS. Er stellt eine Untermenge des DPWS-Standards dar. Durch den DPWS-Stack ist es nun möglich, [[Web-Services for Devices]] (WSD) zu nutzen. Dabei kommunizieren die Netzwerkteilnehmer über [[SOAP]] und können Dienste des jeweils anderen Teilnehmers nutzen.

== Technische Voraussetzungen ==
Aktuell unterstützt das Micro Framework [[ARM-Architektur|ARM7]] und ARM9 Prozessoren sowie [[Analog Devices]] [[Blackfin]]. Das Zielsystem muss über mindestens ~128&nbsp;KB RAM und 512&nbsp;KB Flash/ROM zur Entwicklung verfügen. Im laufenden Betrieb hat das Micro Framework mindestens eine Größe von 390&nbsp;KB. Die Größe ist abhängig von der Menge der verwendeten Funktionen.

Für die Installation und das Debugging benötigt das Gerät eine serielle, USB- oder [[Netzwerkschnittstelle]].

== Entwicklungsumgebung ==
Als [[Integrierte Entwicklungsumgebung]] kommt Microsofts [[Visual Studio|Visual Studio 2008]] oder höher in Verbindung mit dem .NET Micro Framework SDK zum Einsatz. Außerdem benötigt man das [[Board Support Package]] für das jeweilige Gerät.

== Siehe auch ==
* [[Eingebettetes System]]

== Literatur ==
* Jens Kuhner: ''Expert .NET Micro Framework''. 2. Auflage 2009, Apress Verlag

== Weblinks ==
* [https://msdn.microsoft.com/en-US/netframework/bb267253.aspx .NET Micro Framework bei Microsoft]
* [https://msdn.microsoft.com/de-de/embedded/bb278106.aspx Microsoft-Artikel: „What is .NET Micro Framework?“]
* [http://www.netmf.com/ Webportal zum .NET Micro Framework]
* [http://www.elektronikpraxis.vogel.de/themen/embeddedsoftwareengineering/implementierung/articles/92518/ Übersichtsartikel unabhängiger Autoren zu .NET Micro Framework]
* [http://www.digi.com/products/embeddedsolutions/digiconnectme.jsp Produktwebseite des Digi Connect ME]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Net Micro Framework}}
[[Kategorie:.NET|Micro Framework]]
[[Kategorie:Laufzeitumgebung]]
[[Kategorie:Programmierwerkzeug]]