【毕业学位论文】（Word原稿）高清数字电视中间件研究与GUI实现

高清 数字电视中间件研究与 现 （ 国家 863“软件重大专项”项目 编号： 2001 二七年二月 A in 63 o. 2001 2007 高清数字电视中间件研究与G U 崔磊 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在 年解密后适用本授权书。 指导教师签名： 学位论文作者签名： 年 月 日 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 签名： 年 月 日 摘要 I 摘要 随着数字电视技术的日趋发展，电视信号传播过来的不再是 单一的节目信息，还包括不同服务商提供的各种各样的服务信息。这些增值 服务 是建立在中间件的基础上的，中间件是介于数字电视操作系统和数字电视应用软件之间的接口，通过中间件的平滑嫁接，同一应用软件可以在不同的操作系统上使用。 本文深入研究数字电视中间件技术，专注于 用户图形 界面 设计 。 结合国家863 软件重大专项课题“基于中间件技术的因特网嵌入式操作系统及跨操作系统的中间件运行平台”，提出了一种基于“和欣”嵌入式操作系统和统来提供高清数字电视 解决方案。 “和欣”嵌入式操作系统 是 完全面向构件的操作系统， 操作系统提供的功能模块全部基于构件技术，都是可拆卸的构件，因此基于“和欣”很容易开发并部署系统级的构件，以此来扩充操作系统的功能。 形用户接 口 )的数据来源直接面向用户 ，可以浏览一段时间内的节目信息该信息，包括所有频道电视节目的起止时间，节目内容的描述是否加密等，并可编辑节目切换到自己喜好的节目，也可以按日期节目种类等条件从电子节目表中排序搜索想要看的节目。根据我们设计的 户界面所需主要的控件元素，并在此基础上实现了 高清数字电视 的用户界面。 本文所研究和开发的 尔等国内外电视机生产商的电视产品中。 关键字 ： 高清 数字电视 ， 件 ， I of is by on is a on in s of in 63 863 is “is a of on so its to to of is of of of to to to up to on UIs PG we of s in UI is V 录 录 第 1 章 引言 . 1 . 1 . 1 . 2 第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 . 4 . 4 字电视的特点 . 4 字电视的发展历史 . 5 字电视的发展趋势 . 7 字电视的发展标准 . 8 入式系统的定义 . 8 入式 统 . 9 欣操作系 统 . 9 欣”操作系统概述 . 10 欣构件运行平台 . 14 . 18 第 3 章 数字电视中间件平台 . 24 间件技术 . 24 间件的定义 . 24 间件的分类 . 24 间件的发展趋势 . 25 字电视软件中间件平台 . 26 字电视使用中间件的意义 . 26 目录 国内外中间件产品 . 27 . 28 . 28 前嵌入式系统 实现方案 . 29 类 比较 . 29 第 4 章 基于 高清数字电视 . 33 研制的数字高清晰电视机 . 33 . 34 第 5 章 基于和欣操作系统的数字电视 间件实现方案 . 37 件平台的搭建 . 37 于 . 37 件电路板的测试 . 38 件电路板的联机调试 . 39 欣操作系统下高清数字电视的实现方案 . 40 入式操作系统及其对数字电视的支持 . 40 欣操作系统下中间件的解决方案 . 41 研究与移植 . 42 简介 . 42 移植 . 43 中文化 . 45 . 51 . 51 . 51 . 52 . 54 第 6 章 基于 术和 . 58 . 58 目录 V . 58 . 59 . 59 户界面设计与实现 . 60 目的需 求分析 . 60 目的实施 . 61 机调试 . 72 第 7 章 结论与展望 . 74 致谢 . 75 参考文献 . 76 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果 . 78 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 数 字电视自九十年代出现以来，在世界范围内掀起了一场前所未有的信息产业革命，它与电信、电脑共同构成了信息高速公路，是信息产业发展的必然趋势。我国是信息产业大国，也是电视消费大国，据广播、电影、电视部公布的数字，我国有线电视用户己经达到 8000万 。 究背景 数字电视是继黑白模拟电视，彩色模拟电视之后的第三代电视。 区别于传统电视，它是在拍摄、编辑、制作、传输、播出、接收电视信号的全过程都使用数字技术的电视系统。采用数字技术不仅可以使电视设备获得比模 拟电视更高的显示效果，而且还具有模拟技术不能提供的诸如 视频 点播、数 字 广播、个性化交互电视、远程教育、 网合一、电视电子商务和日常信息综合服务等 增值 服务 项目 。影视数字化从根本上改变了影视的命运 。 影视节目的制作和播放，由于数字化方式的加入，而变得更加多元化，随机化，全球化和可追求化。 数字电视的诞生是为了满足人们的视觉和控制的需要。数字电视的信号不再是模拟信号，而是采用以数字形式进行传输、处理、存储的数字信号。由于数字电视信号的存储和处理电路便于大规模和超大规模的集成，因而其设备比模拟电路设备元件少，便于调整，其重量轻、体积小、功耗少，寿命长且可靠性 高，容易与计算机以及其它数字化设备接口，适合于公用数据通讯网，便于实现生产、运行的自动化和视听信息处理的综合化、网络化。计算机技术的发展和介入，使得正处于方兴未艾的电视工业得到了新的支持，带来了又一次巨大变革的历史机遇。 文研究的内容和意义 本课题来源于国家 863重大软件专项 项目 “基于中间件技术的因特网嵌第 1 章 引言 2 入式操作系统及跨操作系统的中间件运行平台” 。本课题 的主要目标是研究和开发基于嵌入式操作系统的数字电视软件开发平台，改平台作为系统中间件，运行于 面向构件 的嵌入式操作系统中，为新一代的面向 类应用系统的开发建立高效可靠的软件平台，基于该平台所开发的 经任何修改，甚至不必重新编译、链接就可以运行 在不同硬件厂商 提供 的数字电视平台上 ,实现 跨平台性，从而可以做到“ 一次编写 ,多处运行 ”的目的，从而 加快 低开发成本 。 本文是在该课题的基础上进行的。首先研究了嵌入式操作系统和数字电视中间件的关键技 术；然后分析了数字电视软件开发的技术架构和技术本质，提出了基于“和欣”操作系统的 构件化数字电视软件开发平台的总体设计方案；最后给出了该软件平台的详细设计和实 现。 虽然国内企业对数字电视的研发已经起步， 但由于 我们 普遍 采用外国厂家提供的 与芯片捆绑销售的 操作系统，受国外操作系统技术封闭的影响，国内厂家将很难 做到 自主开发产品，必须高度依赖国外厂家的技术支持。 这样就 必然产生开发环境、开发手段落后，手工作坊式生产应用软件甚至是电视节目的弊端 。 为了更好的保护我国的数字电视 产业，一方面要 采用具有我国自主知识产权的操作系统 ，另一方面 还必须加快对数字电视软件平台相关技术的研究和开发。因此，本文对数字电视软件开发 平台进行的研究，不仅具有重要的理论意义，还具有广阔的应用前景。 文的组织与安排 本文的内容共分为 7章 : 第 1章简要介绍了本课题的 研究背景 、 研究的内容 及研究意义。 第 2章 介绍了 数字电视及其使用的嵌入式系统 ， 重点介绍了“和欣”嵌入式操作系统及其构件技术。 第 3章主要介绍了 数字电视中间件平台 ，对几种 第 4章主要论述了 需研制基于 第 5章具体论述了 基于和欣操作系统的数字电视 着重讨论了本人在 程中所做的研究。 第 6章 论述了 基于 ，并 完成 了第 1 章 引言 3 项目的需求与实施 。 第 7章对目前的研究工作进行了总结，并提出了未来可能的研究方向和关键性问题。 第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 4 第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式 操作 系统 字电视简介 电视发展到今天，它的适用范围早已超越了广播娱乐界，广泛地扩展到 文化教育、科研管理、工矿企业、医疗卫生、公安交通、军事宇航和人们日 常生活的各个领域。随着信息和知识时代的到来、信息和数字技术的飞跃发 展，电视技术在历经了黑白电视到彩色电视的革命性转变后，自然而然地进 入了从模拟电视到数字电视的第二次革命。 数字电视是数字化信息技术 革命的产物。所谓数字电视，是将传统的摸 拟电视信号经过量化和编码转换成二进制数代表的数字式信号，然后进行各 种功能的处理、传输、存储和记录，也可以用电子计算机进行处理、监测和 控制。采用数字技术不仅使各种电视设备获得比原有模拟式设备更高的技术 胜能，而且还具有模拟技术不能达到的新功能。 传统的模拟电视最大的缺点是 :逐级放大的传输方式容易产生噪声，长 距离传输后信噪比恶化，图像清晰度受到严重损伤，图像对比度产生大的畸 变，相位失真也造成色彩失真。此外，模拟电视还具有稳定性差，可靠性低、 调整繁杂、不便集成、自 动控制困难、以及成本高昂等缺点。 数字电视经过信息的数字化传输方式，提供更大的屏幕，更清晰的图像 和光盘质量的立体声音响。同时，数字电视又是计算机化了的电视，它与计 算机技术融为一体，数字化地处理、传输、接收和显示信息。数字电视淘汰 模拟电视，如同数字移动电话淘汰模拟移动电话一样，电视终将进入数字时 代。 字电视的特点 相对于传统电视，数字电视具有以下技术特点： ( 1 ) 收视效果好，图像清晰度高，音频质量高，可以更好的满足人们感官的需求。 ( 2 ) 抗干扰能力强。数字电视不易受处界的干扰 ，避免了串台、串音、噪第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 5 声等影响。 ( 3 ) 传输效率高。利用有线电视网中的模拟频道可以传送 8 10 套标准清晰度数字电视节目。 ( 4 ) 兼容现有模拟电视机。通过在普通电视机前加装数字机顶盒即可收视数字电视节目。 ( 5 ) 提供全新的业务。借助双向网络，数字电视不但可以实现用户自点播节目、自由选取网上的各种信息，而且可以提供多种数据增值业务。 ( 6 ) 很容易实现加密 /解密和加扰 /解扰技术，便于专业应用 (如军用 )以 及广播应用。 ( 7 ) 具有可扩展性、可分级性和互操作性，便于在各类通信信道特别是异步 转移模式 (网络中传输，也便于与计算机网络联通。 字电视的发展历史 纵观全球，在过去的几年中全球各国都在大力发展数字电视及相关产业，并取得了很大进展。由于客观情况、标准和制式等不同，各国的数字电视发展状况也不尽相同，但一些数字电视发展比较迅速的国家，特别美国、日本、欧洲等国数字电视发展模式、发展趋势、技术标准的选择对我国有一定的指导和借鉴意义。 1 日本 日本的数字电视研究与开发进展较快，计划于 2006年实现地面数字电视全国覆盖，主要是 2011年全国范围内的所有电视台都 将采用数字信号发送，彻底结束模拟信号发送的历史。为了实现这个目标，日本通过反复试验制定了符合本国国情的 用户需求方面，日本的数字电视凭借其高质量的电视画面，在 2002年 6月举办的世界杯足球赛期间充分带动了日本广播电视卫星数字电视产品的市场需求，至今日本的观众对广播电视卫星(字电视机产品热情丝毫不减，反而日趋高涨。据统计，日本当月 了迎合消费者的需求，日本多家电视机生产商们相继推出了各自的 以预计日本的数字电视正处在 一个腾飞的起点。 2. 欧洲 欧洲的数字电视兴起比较早，目前无论从技术上还是用户规模上都处在稳定 第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 6 的成熟时期。以英、法、德为代表的西欧国家制定了欧洲地区统一的数字电视标准一 且为世界其他各国制定相关标准提供了依据和参考。早在 19%年 欧洲数字电视的卫星广播就己经开播，目前用户已超过 500万，并己扩展至东欧 ;有线电视网络中数字电视的广播从 1997年开始。在 1998年 11月英国就开始数字电视的地面广播，现在已经成为全球数字电视普及率最高的国家，有将近一半的英国家庭看上数字电视。除了英国，西班牙、荷兰、瑞 典和法国等西欧国家也相继引入数字电视服务。由于欧洲数字电视提供商采取了有效的措施吸引观众接收数字电视，替用户承担了数字电视机顶盒的购置费，并且提供大量的付费节目供用户选择，其互动电视用户规模已经超过了美国。 3. 美国 作为国际公认的头号政治经济强国，美国的数字电视发展目前也是遥遥领先。美国是世界上较早发展数字电视的国家，在技术领域不仅完成了数字电视三大标准的制订工作，而且己经率先实现了商用播出。在其忙碌的 2002年度不景气的经济形势下，美国的数字电视业务却取得了骄人业绩，目前地面数字电视的覆盖率己达 94%，充分显示了这项业务巨大的发展潜力。数字电视用户在第三季度也增长了 150万，全美的用户达到了 1370万。据 在美国最少有75%的家庭至少接收一套数字电视信号，由此可以看出 但也有一些人认为，美国的有线电视业的数字化阻碍了地面数字电视的发展进程，并据此断言美国普及数字电视进程的时间表很有可能向后推迟。不过，其主管部门为了加速有线的数字化进程，在 2002年 5月制定了更加灵活有效的数字电视转换计划。随后，包括美国在线一时代华纳集团等 10家最大的有线电视经营商宣布， 它们将从 2003年 1月 1日开始，以数字电视信号向用户提供高清晰度电视节目。美国数字电视的整体发展还是在和谐的氛围下进行的 。 4. 其他 随着数字技术和信息技术的飞速发展，广播电视行业网络化数字化己经成为不可逆转的趋势。除了美日欧等为代表的第一阶梯国家顺利开播了数字电视节目以外，全球许多国家都开始了数字电视播出、试验或进行了积极的探索。韩国在汉城进行地面数字电视试验之后，决定采用美国的 且 在 2003年有六个城市开展地面数字电视业务，到 2004年推广到全部省会城市， 2005年全国开播。同时韩国政府 计划在 2010年结束模拟信号传输，届时其国内的数字第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 7 电视普及率将达到 95%。到目前为止，韩国的数字电视产品的销售额已经超过了模拟电视，成为主导产品，已经充分显示了数字电视的发展潜力。 新加坡正向数字化迈进中，经过复杂的试验后，选择欧洲 于 2001年 9月开始了交互电视的试播。 加拿大自从 2001年秋季推出 50个数字电视频道之后，收看数字电视频道的观众迅猛发展，到 2002年第三季度其数字电视订户已经激增至 290万户。 南美国家巴西通过对欧洲、美国和日本数字电视标准的测试，决定采取日本的地面数字电视 标准 除此之外，中国的台湾、香港地区以及澳大利亚等国在数字电视方面分别制定了模拟转数字的时间表，对数字电视技术进行了积极的探索 。 字电视的发展趋势 现有的彩色电视包括以下几种不同的制式 欧洲和我国采取的是 国和日本采取 式，前苏联采取 式，但利用人的视觉暂留原理顺序扫描、同步扫描的原理却是一样的，因而面临的问题也是相同的，即由于扫描行数的限制而造成的清晰度不够理想。 为了提高电视图像的分辨率，从 70 年代开始，工业发达国家开始了对高清晰度电视系统的研究 工作。这个工作最早是从日本的 始的，到了 80 年代初获得成效，制作了 1125 线的数字电视机， 60 场 /秒， 2 1 隔行扫描标准的高清晰度电视，简称 了 90 年代，形成了日本、欧洲、美国三大数字电视制式。日本和欧洲的两种制式出现比较早，图像压缩比较小。采用模拟信号传送，卫星播出方式适合较宽的信道传输；美国的全数字方案吸收了日本和欧洲的优点，采用数字压缩编码和数字通信技术，传送效率高，有效地压缩了宽带，适合于窄频道传输的地面广播，并且对使用相同频道的其它节目不产生干扰，实现了与先行模拟信号电视兼容过渡的 根本目的。 世界各国发展数字电视的情况：美国国家电视网要在 2006 年普及数字电视，全面停止模拟信号。 英国全国由模拟电视向数字电视过渡的时间从 2006年开始，预计 2010 年结束；日本 2001 年开播 6 套卫星高清晰度数字电视，但地面高清晰度电视要在 2003 年才会在主要的大城市开播。我国在 2005 年将进行数字电视的商业播出， 2008 年用数字电视转播奥运会， 2015 年停止模拟电视第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 8 的播放，全面推行数字电视。 字电视的发展标准 随着现代社会人们对高品质视听生活的需求，世界上许多国家都已经认识到数字电视技术 的重要性并加入到数字电视技术的研究开发行列中，制定了适合各自国家的现代数字电视广播标准体系。目前，国际电信联盟（ 经批准的数字电视广播标准体系有三种：一是以美国为首的 标准中基于 视，并同时支持 码采用 频压缩，数字调制采用 8 16留边带调制方式，信道编码采用 207， 187）编码；二是以欧洲为中心的 字电视广播标准，该标准与 以 起点，音频、视频编码和系统 复用均采用 准，目前，该组织已经分别制订了数字电视卫星广播标准 用 制）、数字电视有线广播标准 用 制）、数字电视地面广播标准 用 制方式）；三是日本 出的中，又以 入式系统的定义 嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理器主要由一个单片机或微控制器洲 成。而这些嵌入式 多是 8位和 16位的，与 32位或 64位的高性能处理器相比，具有很强的经济性和现实性。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质 ( )、通讯设备、 嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用闪存 (为存储介质。嵌入式软件包括与硬件相关的底层软件、操作系统、图形界面、通讯协议、数据库系统、标准化浏览 器和应用软件等。总体看来，嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点，可以嵌入到现有任何信息家电和工业控 制系统中。从软件角度来看，嵌入式系统具有不可修改性、系统所需配置要求较低、系统专业性和实时性较强等特点。 第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 9 入式 统 信息家电商机引发了全球嵌入式操作系统平台大战，全球各大操作系统阵营 ， S, 拥有软件及硬件合作厂商逐鹿信息家电市场的份额。 嵌入式 一个 核 )及一些根据需要进行定制的系统模块组成。 其 般只有几百 使加上其它必需的模块和应用程序，所需的存储空间也很小。它有多任务、多进程的系统特征，有些还具有实时性。一个小型的嵌入式 始化进程 3个基本元素。运行嵌入式 入式 的内存可以使用普通的内存，也可以使用专用的 于 过这些年的发展，已经成为一个健壮的可靠的 高性能的操作系统。在 以方便地在网上找到这些设备的驱动程序，得到支持。 户可以轻松地使自己的嵌入式具有网络功能。 供了优秀的可缩放功能，用户可以方便地删除不需要的模块，大多数嵌入式系统对操作系统的体积非常敏感， 择特定的功能模块，自主地搭建嵌入式操作系统。 括8K, 使 为各家厂商极力发展的操作系统，加上其核心小，前景很好。 目前 是也存在着很多不足之处，最主要的就是技术难度过大，开发和维护费用过高。而 源码开放，没有版税 ;功能强大，稳定 ;非常优秀的网络功能，图像、文件管理功能，以及多任务支持功能 ; 欣操作系统 “和欣 ”操作系统 是 国内唯一能够提供构件化数字电视软件平台解决方案 的操作系统。 作为中国唯一的具有完全 自主知识产权的网络操作系统， “ 和欣 ”操作系统 是世界网络化潮流的必然产物。 “ 和欣 ” 操作系统完全能够满足我国的乃第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 10 至全球的数字电视的要求。 欣 ”操作系统概述 1 “和欣 ”操作系统简介 “和欣”是 32 位嵌入式操作系统。该操作系统可以从多个侧面进行描述： 32 位嵌入式操作系统 。 操作系统基于微内核，具有多进程、多线程、抢占式、基于线程的多优先级任务调度等特性。提供 容的文件系统，可以从软盘、硬盘、 动，也可以通过网络启动。和欣操作系统体积小，速度快，适合网络时代的绝大部分嵌入式信息 设备。 完全面向构件技术的操作系统 。 操作系统提供的功能模块全部基于 此是可拆卸的构件，应用系统可以按照需要剪裁组装，或在运行时动态加载必要的构件。 从传统的操作系统体系结构的角度来看，和欣操作系统可以看成是由微内核、构件支持模块、系统服务器组成的。 微内核：主要可分为 4 大部分：硬件抽象层（对硬件的抽象描述，为该层之上的软件模块提供统一的接口）；内存管理（规范化的内存管理接口，虚拟内存管理）；任务管理（进程管理的基本支持，支持多进程，多线程）；进程间通信（实现进程间通信的机制，是构件技术的 基础设施）。 构件支持模块：提供了对 件的支持，实现了构件运行环境。构件支持模块并不是独立于微内核单独存在的，微内核中的进程间通讯部分为其提供了必要的支持功能。 系统服务器：在微内核体系结构的操作系统中，文件系统、设备驱动、网络支持等系统服务是由系统服务器提供的。在和欣操作系统中，系统服务器都是以动态链接库的形式存在。 2 和欣灵活内核简介 和欣操作系统的实现全面贯穿了 想， 件可以运行于不同地址空间或不同的运行环境。可以把操作系统的内核地址区看成是一段特殊第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 11 的地址空间，用户可 以根据运行时的需求，自主选择将操作系统的某些系统服务构件、文件系统、图形系统、设备驱动构件等运行于内核地址空间或用户地址空间。与传统的操作系统的“大内核”、“微内核”体系结构相比，和欣操作系统内核里提供的系统服务，完全可以由用户依据系统自身的需求动态决定。因此称和欣操作系统内核为“灵活内核” （ 和欣灵活内核的体系结构，利用构件和中间件技术解决了长期以来困扰操作系统体系结构设计者的大内核和微内核在性能、效率与稳定性、安全性之间不能两全其美的矛盾。 图 示和欣灵活内核及其与系 统构件和应用构件的关系： 图 和欣”灵活内核与系统构件和应用构件的关系 3 和欣操作系统提供的功能 从应用编程的角度看，和欣操作系统提供了一套完整的、符合 范的系统服务构件及系统 在各种嵌入式设备的硬件平台上运行 和欣操作系统还提供了一组动态链接构件库，这些构件库通常是开发嵌入式应用系统时不可缺少的： 图形系统构件库（方便开发图形用户操作界面）； 设备驱动构件库（各种输入输出设备的驱动）； 文件系统构件库（ 容，包括对 的支持）； 网络系统构件库（ P 等网络协议支持）。 系统提供的构件库，以及用户开发的应用程序构件都是通过系统接口与内灵活内核 内核状态 用户状态 设备驱动、 核心构件 系统安全、稳定性考虑 系统速度、效率考虑 应用构件 第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 12 核交互，从这个意义上说，他们处于同样的地位。用户可以开发性能更好或者更符合需求的文件系统、网络系统等构件库，替换这些构件库，也可以开发并建立自己的应用程序构件库。这就是基于构件技术操作系统的优势之一。 此外，为了方便用户编程，在和欣 还提供了以下函数库： 与微软 容的应用程序编程接口 ( 标准 C 运行库（ 和欣提供的工 具类函数（ 对程序员来说，和欣操作系统提供的用户编程接口与上一节中介绍的和欣构件运行平台完全一样。所以，在相互兼容的硬件平台上，不管运行的是和欣操作系统还是 作系统，应用程序可以不加区分地在其上运行。 和欣操作系统实现并支持系统构件及用户构件相互调用的机制，为 于 件的运行环境，其描述与“和欣构件运行平台”是一样的，在此从简。因此，可以把和欣操作系统看成是直接运行在硬件平台上的“和欣构件运行平台”。 可以用 图 表示和欣操作系统及其 主要构成： 图 和欣”操作系统的系统结构图 4 和欣操作系统的应用软件开发 和欣 供了应用软件的开发环境和工具。开发“和欣”应用软件的开发环境如下图所示： 函数库 动态链接库 硬件 和欣操作系统 和欣操作系统内核 应用程序 构件运行平台 第 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 13 图 和欣”应用软件的开发环境 开发“和欣”应用软件的过程，如下图所示： 图 和欣”应用软件的开发过程 5 和欣操作系统的优势 和欣操作系统的最大特点就是： 全面面向构件技术，在操作系统层提供了对构件运行环境的支持； 用构件技术实现了“灵活”的操作系统。 这是 和欣操作系统区别于其它商用嵌入式操作系统产品的最大优势。 在新一代因特网应用中，越来越多的嵌入式产品需要支持网络服务，而网络服务的提供一定是基于构件的。在这种应用中，用户通过网络获得服务程序，这个程序一定是带有自描述信息的构件，本地系统能够为这个程序建立运行环境，自动加载运行。这是新一代因特网应用的需要，是必然的发展方向。和欣操作系统就是应这种需要而开发，率先在面向嵌入式系统应用的操作系统中实现了面向构件的技术。 主机 000/用户的目标系统 运行和欣操作系统和应用程序 和欣 +源程序 运行、调试 和欣构件 运行平台 交叉 编译 其它 目标系统 容 的目标系统 和欣 2 章 数字电视及其使用的嵌入式操作系统 14 因此，构件化的和欣操作系统可以为嵌入式系统开发带来以下好处： 在嵌入式软件开发领域，导入先进的 工程化软件开发技术。嵌入式软件一般用汇编语言、 C 语言，在少数系统中已经支持了 C+开发，但是由于还没有一个嵌入式操作系统能够提供构件化的运行环境，可以说，嵌入式软件开发还是停留在手工作坊式的开发方式上。和欣操作系统使得嵌入式应用的软件开发能够实现工程化、工厂化生产。 可以动态加载构件。动态加载构件是因特网时代嵌入式系统的必要功能。 随时和动态地实现软件升级。动态加载构件的功能，同样可以用于产品的软件升级，开发商不必为了添加了部分功能而向用户重新发布整套软件，只需要升级个别构件。 灵活的模块化结构，便于移植 和剪裁。易于定制成针对不同硬件配置的紧凑高效的嵌入式操作系统。添加或删除某些功能模块也非常简单。 嵌入式软件开发商容易建立自己的构件库。在不同开发阶段开发的软件构件，其成果很容易被以后的开发所共享，保护软件开发投资。软件复用使得系列产品的开发更加容易，缩短新产品开发周期。 容易共享第三方软件开发商的成果。面向行业的构件库的建设，社会软件的丰富，使得设备厂家不必亲自开发所有的软件，可以充分利用现有的软件资源，充分发挥自己的专长为自己的产品增色。 跨操作系统平台兼容，降低软件移植的风险。在和欣开发环境上开发的软 件所具有的跨平台特性，使得用户可以将同样的可执行文件不加修改地运行在和欣操作系统（嵌入式设备）与 000/。特别是对于需要将 的软件移到嵌入式系统以降低产品成本