（微电子学与固体电子学专业论文）android操作系统移植及应用研究.pdf

t r a n s p l a n ta n da p p l i c a t i o nr e s e a r c h o na n d r o i do p e r a t i n gs y s t e m b y s h a oy a n j i e b e ( h u n a nu n i v e r s i t y ) 2 0 0 8 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fs c i e n c e l n m i c r o e l e c t r o n i e sa n ds o l i d s t a t ee l e c t r o n i c s i nt h e g r a d u a t es c h o o l o f h u n a n u n i v e r s i t y s u p e r v is o r a s s o c i a t ep r o f e s s o rz e n g j i a n p i n g m a y ，2 0 1 l j11 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 砷静癌 日期：弘77 穆膨日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密耐 ( 请在以上相应方框内打“、) 作者签名： 导师签名： 日期：力纠 日期：o 切j 年乡月6 日 年厂月彩日 a n d r o i d 操作系统移植及应用研究 摘要 手机是现代人生活必不可少的工具，其发展经历了第一代手机、第二代手机 和第三代手机三个阶段。手机按照操作系统分可分为智能手机和非智能手机两类， 智能手机常用的操作系统有a n d r o i d 、塞班、w i n d o w sm o b i l e 、m a c 、黑莓和p a l m 等。近几年来由于a n d r o i d 的开放和开发快捷等特点，越来越多的智能手机使用 a n d r o i d 作为操作系统，目前a n d r o i d 手机的市场份额已经跃居智能手机市场的第 一位。考虑到a n d r o i d 广阔的市场前景，本文选择a n d r o i d 作为课题的研究对象。 本文首先对手机的发展阶段、常用智能手机操作系统、a n d r o i d 目前国内外 研究状况及本文的组织结构进行了简单的介绍。然后介绍了a n d r o i d 的四个特点， 详细分析了a n d r o i d 的系统架构。 其次，介绍了d e v k i t 8 0 0 0 开发板的硬件资源，采用了先将l i n u x 内核移植到 d e v k i t 8 0 0 0 开发板上，然后制作a n d r o i d 内核补丁打到l i n u x 内核上的方式，把 a n d r o i d 系统移植到了d e v k i t 8 0 0 0 开发板上，具体工作包括制作交叉编译工具链、 制作引导程序、制作可以在开发板上运行的l i n u x 内核、生成a n d r o i d 内核补丁、 制作a n d r o i d 文件系统，然后给出移植成果。 第三，采用e c l i p s e + a d t 的方式在u b u n t u 系统下构建了a n d r o i d 应用程序开 发环境，在详细研究a n d r o i d 应用程序开发的核心组件和应用程序生命周期的基 础上，实现了音乐播放器和对对碰游戏两个a n d r o i d 应用程序，并在a n d r o i d 模 拟器、a n d r o i d 手机上和移植了a n d r o i d 系统的d e v k i t s 0 0 0 开发板上进行验证。 最后，对本文所做的工作进行了总结，并对后续工作进行了展望。 关键词：a n d r o i d ；移植；d e v k i t s 0 0 0 ；应用程序 n 硕：t 学位论文 a b s t r a c t m o b i l ep h o n e sa r ee s s e n t i a lt o o l so fm o d e r nl i f e ，i t sd e v e l o p m e n tt h r o u g ht h e f i r s tg e n e r a t i o n ，s e c o n dg e n e r a t i o na n dt h i r dg e n e r a t i o ni nt h r e es t a g e s m o b l i ep h o n e c a nb ed i v i d e di n t os m a r tp h o n ea n dn o n es m a r tp h o n ea c c o r d i n gt oo p e r a t i n gs y s t e m s ， o p e r a t i n gs y s t e mt h a ts m a r tp h o n ec o m m o n l yu s e da r ea n d r o i d ，s y b i m a n ，w i n d o w s m o b i l e ，m a c ，b l a c k b e r r ya n dp a l me t e i nr e c e n ty e a r s ，b e c a u s ea n d r o i d so p e na n d f a s td e v e l o p m e n ta n ds o ，m o r ea n dm o r es m a r tp h o n e su s i n ga n d r o i da st h e i r o p e r a t i n gs y s t e m ，a n d r o i dp h o n e sp r e s e n tm a r k e ts h a r eh a sl e a p tt ot h ef i r s ti ns m a r t p h o n em a r k e t t a k i n gi n t oa c c o u n tt h eb r o a dm a r k e tp r o s p e e i t so fa n d r o d ，t h i sa r t i c l e c h o o s ea n d r o i da dt h es u b je c tt os t u d y t h i sa r t i c l ef i r s ti n t r o d u c e dt h es t a g eo fd e v e l o p m e n tf o rm o b i l e p h o n e s ， o p e r a t i n gs y s t e m st h a ts m a r tp h o n e so f t e nu s e d ，r e s e a r c hs i t u a t i o no fa n d r o i da th o m e a n da b r o a d ，a n dt h i sa r t i c l e so r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r e t h e ni n t r o d u c e dt h ef o u r c h a r a c t e r i s t i c so fa n d r o i d ，a n dad e t a i l e da n a l y s i so ft h ea n d r o i ds y s t e ma r i c h i t e c t u r e s e c o n d l y ，i n t r o d u c e dt h eh a r d w a r er e s o u r c eo ft h ed e v k i t s 0 0 0d e v e l o p m e n t b o a r d ，t h e nu s et h ew a yt h a tf i r s tt r a n s p l a n tt h el i n u xk e r n e lt od e v k i t 8 0 0 0 ，s e c o n d h i tt h ea n d r o i dk e r n e lp a t c ht ol i n u xk e r n e l ，t r a n s p l a n t e dt h ea n d r o i ds y s t e mt o d e v k i t 8 0 0 0d e v e l o p m e n tb o a r d ，c o n c r e t ew o r ki n c l u d i n gm a k ec r o s sc o m p i l e rt o o l c h a i n ，m a k et h eb o o tp r o c e s s ，m a k el i n u xk e r n e lt h a tc a nr u no nt h ed e v e l o p m e n t b o a r d ，g e n e r a t ea n d r o i dk e r n e lp a t c h ，m a k ea n d r o i df i l es y s t e m ，a n dt h e nt h er e s u l t s o f t r a n s p l a n ta r eg i v e n t h i r d l y , u s et h ew a yt h a te c l i p s e + a d tb u i l du pt h ea n d r o i da p p l i c a t i o nd e v e l o p e n v i r o n m e n ti nu b u n t us y s t e m ，b a s e do nad e t a i l s t u d yi n t h ec o r ec o m p o n e n t so f a n d r o i d a p p l i c a t i o nd e v e l o pa n da p p l i c a t i o nl i f ec y c l e ，r e a l i z e dt w oa n d r o i d a p p l i e a t i o n ：am u s i cp l a y e ra n dat w oo fak i n dg a m e ，a n dt h e nt e s ta n dv e r i f yt h e mo n a n d r o i de m u l a t o r a n d r o i dp h o n ea n dd e v k i t 8 0 0 0d e v e l o p m e n tb o a r dt h a tt r a n s p l a n t t h ea n d r o i ds y s t e m f i n a ll y ，s u m m a r i z e dt h ew o r kt h a th a sd o n ei n t h i sa r t i c l e ，a n dd i s c u s s e dt h e f o l l o w u pw o r k s k e y w o r d s ：a n d r o i d ；t r a n s p l a t ；d e v k i t 8 0 0 0 ；a p p l i c a t i o n 1 1 1 学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书i 摘要i i a b s t r a c t i i i 插图索引v i 附表索引v i 第1 章绪论7 1 1 本文研究背景1 1 2 常见的智能手机操作系统介绍2 1 2 1a n d r o i d 操作系统2 1 2 2 塞班操作系统一3 1 2 3w i n d o w sm o b i l e 操作系统3 1 2 4m a c 操作系统3 1 2 5 黑莓操作系统4 1 2 6p a l m 操作系统4 1 3a n d r o i d 操作系统国内外研究现状4 1 4 本文主要工作和组织结构6 第2 章a n d r o i d 操作系统特点及系统架构研究一7 2 1a n d r o i d 操作系统的特点8 2 2a n d r o i d 系统架构研究8 ：! ：! 1 a p p l i c a t i o n s 9 2 ：! 2a p p l i c a t i o nf r a m e w o r k 9 ：! ：! 3l i b r a r i e s 10 ：! 2 4a n d r o i dr u n t i m e 1l ：! 2 5l i n u xk e r n e l 12 2 3 本章小结l3 第3 章a n d r o i d 操作系统的移植13 3 1d e v k i t 8 0 0 0 开发板介绍1 4 3 2l i n u x 内核移植一l6 3 2 1 制作交叉编译工具链1 7 3 2 2 制作引导程序17 3 2 3 制作l i n u x 内核一1 9 i v 3 4 移植结果2 7 3 5 本章小结3 0 第4 章a n d r o i d 应用程序设计3 0 4 1a n d r o i d 应用程序开发组件研究3 l 4 1 1a c t i v i t y 组件3 2 4 1 2s e r v i c e 组件3 3 4 1 3b r o a d c a s t r e c e i v e r 组件3 4 4 1 4c o n t e n t p r o v i d e r 组件3 5 4 1 5i n t e n t 组件3 6 4 1 6a n d r o i d m a n i f e s t x m l 全局配置文件3 6 4 2a n d r o i d 应用程序生命周期研究。3 7 4 3a n d r o i d 应用程序开发环境设计3 9 4 4 音乐播放器设计一4 2 4 4 1 音乐播放器用户界面设计4 3 4 4 2 实现播放音乐功能4 4 4 4 3 实现播放本地音乐文件功能4 6 4 4 4 音乐播放器运行结果4 7 4 5 对对碰游戏设计5 0 4 5 1 对对碰游戏算法描述5 1 4 5 2 对对碰游戏实现5 1 4 5 3 对对碰游戏运行结果5 5 4 6 本章小结5 7 总结与展望5 7 参考文献一5 9 致谢6 2 附录a 攻读学位期间所发表的学术论文目录6 3 v 图2 6a n d r o i d 的l i n u x 内核12 图3 1d e v k i t s 0 0 0 开发板15 图3 2d e v k i t s 0 0 0 开发板结构框图1 5 图3 3a n d r o i d s d k _ e n g c o m p u t e r _ l i n u x - x 8 6 文件夹所含内容2 2 图3 4a n d r o i d 在d e v k i t 8 0 0 0 上运行3 0 图4 1a n d r o i d 应用程序的组件3l 图4 2 应用程序进程的重要程度3 8 图4 3a n d r o i ds d k 下载界面3 9 图4 4 设置a n d r o i ds d k 所在路径4 0 图4 5 更新a n d r o i ds d k 内容4l 图4 6 创建a n d r o i da v d 界面4 2 图4 7 选择a n d r o i da p i 界面4 2 图4 8 音乐播放器的布局图4 3 图4 9 音乐播放器的工作示意图4 5 图4 1 0 音乐播放器开启界面4 7 图4 1 l 音乐播放界面4 8 图4 1 2 点击选项菜单弹出的界面4 8 图4 1 3 点击“关于”菜单项弹出的界面4 9 图4 1 4 音乐播放器在手机上运行效果5 0 图4 1 5 音乐播放器在d e v k i t 8 0 0 0 上运行5 0 图4 1 6 对对碰游戏算法5 l 图4 1 7 对对碰游戏在模拟器上运行一5 6 图4 18 对对碰在手机上运行结果一5 6 图4 1 9 对对碰游戏在d e v k i t 8 0 0 0 上运行5 7 v l i 硕上学位论文 1 1 本文研究背景 第1 章绪论 手机是现代人生活必不可少的工具，世界上最早对手机技术进行探索研究的 是一个名为内森斯塔布菲尔德的美国人，他在1 9 0 2 年元旦在肯塔基州默里的乡 下住宅内制成了第一个可以进行无线移动通讯的电话装置【l 】。1 9 3 8 年美国贝尔实 验室为美国军方制成了世界上第一部移动电话手机，1 9 7 3 年4 月美国知名的摩托 罗拉公司工程技术员马丁库帕发明了世界上第一部推向民用的手机，马丁库帕 也因此被称为现代手机之父。 手机的发展经历了第一代手机、第二代手机和第三代手机三个阶段。第一代 手机指的是模拟移动电话，由来自美国m o t o l o r a 公司的m a r t yc o o p e r 最先研 制出来，第一代手机因为当时各种因素的限制( 包括模拟调制技术的限制、电池容 量的限制和集成电路的发展状况限制等) ，其外表平平，四四方方，块头较大，只 可称为移动而并不能称之为便携，人们也称这种手机为大哥大、砖头或者黑金刚 等【2 】。第二代手机也是最常见的手机，通常这些手机使用p h s ，g s m 或者c d m a 这些十分成熟的标准，具有稳定的通话质量和合适的待机时间【3 】。第三代手机从 一般意义上讲是指将无线通信与全球互联网等一些多媒体通信结合在一起的新一 代移动通信系统1 4 j 。 手机的分类有多种方法，按照操作系统划分可分为智能手机和非智能手机两 类，一般智能手机的性能比非智能手机好，但是非智能手机比智能手机稳定【5 1 。 大多非智能手机和智能手机一样使用英国a r m 公司架构的c p u ，但是智能手机 的主频高( 例如：智能手机摩托罗拉d r o i dx 主频高达1 0 0 0 兆赫兹，诺基亚n 9 7 主频也有4 3 4 兆赫兹) ，非智能手机的主频低( 例如：诺基亚5 0 0 0 主频为5 0 兆赫 兹，摩托罗拉z n 3 0 0 主频为1 7 1 兆赫兹) 。 智能手机是对像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装 软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行 扩充，并且可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称f 6 】。 智能手机不仅具备基本的手机通话、短信功能，还具备了掌上电脑的许多功能， 特别是在个人信息管理方面和电子邮件方面，同时还具有基于无线数据通信的浏 览器。智能手机一般具有较大的屏幕尺寸和无线，能够方便用户随身携带，同时 提供了很多增值业务，比如音乐图片下载、新闻、商品、天气、交通、股票、应 用程序下载等等。在当前电信网、计算机网和有线电视网三网融合的时代下，智 a n d r o i d 操作系统移植及应用研究 能手机是未来手机发展的主要方向。 智能手机是近些年来发展起来的，虽然其历史不如非智能手机长，但其发展 迅速，市场占有率一直保持增长。在2 0 0 9 年手机业受到金融危机冲击时，无论是 拍照还是多媒体等种类的手机，都销量不振，只有智能手机在逆势增长，而且售 价还是最高的。据市场研究公司尼尔森最新的报告显示，智能手机已经成为消费 者最为关注的产品之一，目前智能手机产品在美国手机市场的份额已经达到了 3 0 ，另外还有更多的消费者准备将手中的普通手机换成智能手机产品，足以看 出智能手机广阔的市场前景。 所谓智能手机操作系统，就是指智能手机产品所采用的手机操作系统。目前 智能手机产品中，采用a n d r o i d 系统、苹果系统、黑莓系统、塞班系统和w i n d o w m o b i l e 系统的占据了大多数，其中采用开源的a n d r o i d 操作系统的智能手机最被 人看好。2 0 0 9 年a n d r o i d 手机在全球的智能手机市场的份额为3 5 ，到2 0 1 0 年 其市场份额激增为2 5 5 ，成为全球第二大手机操作系统，而今年2 月份最新的 数据显示，a n d r o i d 依旧大步向前，其市场份额已经达到3 3 ，苹果手机原地踏 步，而黑莓手机则节- 节后退，a n d r o i d 一跃成为智能手机中的王者【7 ，引。并且根据 高纳德公司( g a r t n e r ) 最新的预测表示，2 0 1 2 年a n d r o i d 在全球智能手机操作系统 市场中的占有率将会达到5 0 9 j 。 在a n d r o i d 手机如此大热的背景下，研究a n d r o i d 智能手机操作系统就显得 意义重大。在透彻研究a n d r o i d 手机操作系统的基础上，开发人员可以进行 a n d r o i d 应用程序的开发，也可以进行a n d r o i d 操作系统的移植。 1 2 常见的智能手机操作系统介绍 常见的智能手机操作系统有g o o g l e 公司a n d r o i d 操作系统、塞班操作系统、 微软公司的w i n d o wm o b i l e 操作系统、苹果公司的m a c 操作系统、r i m 公司的 黑莓操作系统和p a l m 公司的p a l m 操作系统等【l0 1 。下面简单分别介绍下每种智能 手机操作系统。 1 2 1a n d r o i d 操作系统 a n d r o i d 一个基于l i n u x 的并且开放源代码的手机操作系统，它是g o o g l e 公 司的产品，发布时间是2 0 0 7 年1 1 月1 5 日 1 i a 2 l 。a n d r o i d 由应用程序、应用程序 框架、a n d r o i d 运行时、库和l i n u x 内核组成，是第一个专门为移动终端打造的真 正开放和完整的移动软件平台【1 3 。1 5 1 。a n d r o i d 系统使用了名为w e b k i t 的浏览器引 擎，同时a n d r o i d 手机具有触摸屏、高级图形显示和上网功能，用户可以在手机 上观看视频节目、搜索网址和查看电子邮件等，同时a n d r o i d 还具有非常强悍的 搜索功能，可以被称为是融合了全部w e b 应用的操作系统。 硕一t = 学位论文 放性，它是基于开源的l i n u x 系统的免费手机操 d r o i d 市场，用户可以在a n d r o i d 市场中下载第 塞班操作系统是塞班公司为手机而设计的操作系统，是一个实时多任务的3 2 位操作系统，它包含使用者界面架构、联合的数据库和公共工具的参考实现1 1 6 】。 塞班操作系统已经相当成熟，具有提供无线通信服务，将电话技术与计算技术相 结合、硬件组成相对固定、强大的开放性、操作系统固化、低功耗的同时具备高 处理性能、研发成本较低、系统运行相对安全和稳定、多线程运行模式、操作简 单和灵活对边的用户界面等特点。塞班的缺点有版本之间兼容性差，对主流媒体 格式的支持不足等。塞班的优势在于它得到了占据市场份额大多数的手持通讯设 备厂商的支持，在n o k i a 的大力倡导下，已经成为一个开放的、易用的、专业 的开发平台，支持c + + 和j a v a 语言。 1 2 3w i n d o w sm o b i l e 操作系统 w i n d o w sm o b i l e 是微软公司推出的用于s m a r t p h o n e 和p o c k e tp c 的软件平 台。它将大家熟悉的w i n d o w s 桌面扩展到了个人移动设备中。使用w i n d o w s m o b i l e 作为操作系统的设备主要有随身音乐播放器、p p c 手机和掌上电脑等。 w i n d o w sm o b i l e 操作系统共有w i n d o w sm o b i l ep r o f e s s i o n a l 、w i n d o w sm o b i l e s t a n d a r d 和w i n d o w sm o b i l ec l a s s i c 三种。目前最常用的版本是w i n d o w sm o b i l e 6 1 。 w i n d o w sm o b i l e 的优点有g 界面类似于电脑上的w i n d o w s ，便于熟悉电脑的 人操作；预装软件的非常丰富，内置p o w e rp o i n t 、w o r d 和e x c e l 等，用户可以进 行浏览或者编辑操作，同时内置i e 浏览器、媒体播放器；和电脑同步方便快捷， 完全兼容o f f i c ew o r d 、e x c e l 、o u t l o o k 等；具有强大的多媒体功能，用户可以借 助第三方应用软件播放大部分主流格式的音频视频文件；操作方式灵活多变，用 户可以通过触摸屏进行触摸式操作，还可以使用手写笔或者工具进行操作，另外 有些采用w i n d o w sm o b i l e 的机型有全键盘或者数字键盘，可以比较快速的进行文 字输入；具有非常丰富的第三方软件，如卫星导航软件、词典等：具有极强的文 件兼容性，基本上能兼容电脑上使用的大部分格式的文档：价格区间大，从低端 7 0 0 8 0 0 元左右的手机到高端7 0 0 0 8 0 0 0 元左右的手机均有装备此操作系统适合 各个消费层次的消费者使用。其缺点为：对不熟悉电脑的人来说操作较为复杂； 系统资源占用率高；硬件要求比较高；功耗比较大，电池续航时间短。 a n d r o i d 操作系统移植及应用研究 1 2 4m a c 操作系统 m a c 是由苹果公司开发的操作系统。它主要是给苹果公司产品i p h o n e 、i p o d t o u c h 以及i p a d 使用。m a c 的系统架构分为四个层次：核心操作系统层，核心服 务层，媒体层，可轻触层，系统操作占用大概2 4 0 m b 的存储器空间。使用m a c 操作系统的厂商仅限于苹果公司。 1 2 5 黑莓操作系统 黑莓是一种移动电子邮件系统终端，由加拿大r i m 公司推出的，它的特色是 支持网页浏览、手提电话、推动式电子邮件、互联网传真、文字短信及其他的无 线资讯服务。从技术上来说，黑莓是一种采用双向寻呼模式的移动邮件系统，兼 容现有的无线数据链路应该说，黑莓与桌面p c 同步堪称完美，它可以自动把用 户o u t l o o k 邮件转寄到黑莓中。黑莓最大的优点是它对于邮件系统的完美支持， 全键盘的设计让用户的输入速度有很大的提升。 1 2 6p a l m 操作系统 p a l m 是由p a l m 公司推出的专门用于掌上电脑的3 2 位操作系统，该操作系统 的主要特色是简单，用户可以以简单的图形界面来完成对信息的处理操作，而且 p a l m 系统运行时占用资源少，处理速度快。其缺点有：采用单线程，在同一时间 只能运行一个任务，不能使用多任务操作；对其他语言支持不够；系统扩展性较 兰 z o “1 3a n d r o i d 操作系统国内外研究现状 目前全球手机总量已经远远超过传统电脑的总量，成为人们日常生活不可或 缺的工具，随着3 g 时代的来临，使用手机上网将变得更加方便和普及，g o o g l e 公司作为互联网巨头，自然不会放过这个巨大的市场机遇，从而将其自身在网络 搜索和广告领域的优势扩展到手机互联网上。a n d r o i d 作为一个整套系统完全开 源和免费的手机操作系统，任何一家厂商都可以免费使用，这也是现阶段a n d r o i d 市场占有率高的原因之一。 g o o g l e 公司的企业目标是“随时随地为每个人提供信息”，g o o g l e 公司的目标 是让移动通信不依赖与设备甚至于平台，而a n d r o i d 是g o o g l e 企业战略的重要组 成部分，基于此a n d r o i d 将进一步补充g o o g l e 长期以来贯彻执行的移动发展战略。 g o o g l e 公司在发布a n d r o i d 的同时，宣布和其他3 3 家手机厂商( 包括摩托罗拉、 华为、宏达电、三星、l g 等) 、手机芯片供货商、软硬件供货商、移动运营供货 商联合组成开放手机联盟( o p e nh a n d s e ta l l i a n c e ，o h a ) ，参与开放手机联盟的这 些厂商，都会基于a n d r o i d 来丌发新的手机业务。 一就是a r m 公司和全球各地半导体厂商进行合作所带来的巨大的生命力，在这 点上，a n d r o i d 与a r m 有着相似之处。 世界上第一部使用a n d r o i d 作为操作系统的手机是t - m o b l i eg i ，如图1 1 所 示。这款手机发布的时间2 0 0 8 年9 月2 2 日，它制造商是宏达电，它支持的网络 类型有w c d m a 和h s p a 两种，其下载速率理论上可达7 2 m b i t s ，这款手机同时 还支持w i f i 功能。 图1 1 第一款a n d r o i d 手机t m o b l i eg 1 在2 0 0 9 年，宏达公司又推出了搭载a n d r o i d 系统的g 2 、g 3 、g 4 等多款智能 手机。同时很多手机制造商如联想、三星、摩托罗拉等也纷纷推出了搭载a n d r o i d 系统的手机产品。现在市场上的a n d r o i d 手机种类繁多，数不胜数。采用a n d r o i d 系统主要厂商包括台湾h t c 、韩国三星( s a m s u n g ) 、美国摩托罗拉 ( m o t o r o l a ) 、英国索尼爱立信( s o n ye r i c s s o n ) ，另外还有我国厂商如：华为、 中兴、联想等l l7 1 。据2 0 1 1 年初的数据显示，仅正式上市两年的操作系统a n d r o i d 已经超越称霸十年的塞班系统，使之跃居全球最受欢迎的智能手机操作系统。 a n d r o i d 的丌放性允许厂商定制不同的功能，我国的移动公司和博思通讯就 在a n d r o i d 操作系统的基础上，进行中国移动深度定制，开发了o m s ( o p e nm o b i l e a n d r o i d 操作系统移植及应用研究 s y s t e m 开放移动系统) 智能操作系统，该系统直接内置了中国移动的服务菜单、 音乐随身听、手机导航、号簿管家、1 3 9 邮箱、飞信、快讯和移动梦网等特殊业 务。2 0 0 9 年9 月1 6 日，首款使用o m s 系统的手机联想o l 在北京发布，这款手 机就是中国移动与联想深度定制合作的产品。 另外，a n d r o i d 系统不仅应用于智能手机，也应用车载导航、m p 4 、平板电 脑等产品上。a n d r o i d 在平板电脑市场的表现也非常引人注目，目前市面上使用 a n d r o i d 操作系统的平板电脑有三星公司的p 1 0 0 0 、摩托罗拉公司的x o o m 、万 利达公司的z p a d 、东芝公司的a s l 0 0 、宏暮公司的i c o n i at a ba s 0 0 以及联想公 司的乐p a d 等等。尽管现在a n d r o i d 平板电脑的市场占有率不如苹果平板电脑， 但同样是保持着稳步的增长，美国投资银行p i p e rj a f f r a y 的分析师称，到2 0 1 2 年， 苹果i p a d 平板电脑的市场份额将达到4 4 ，而谷歌a n d r o i d 平板电脑紧随其后， 占据3 9 的市场份额，随着时间的推移a n d r o i d 平板电脑也将和a n d r o i d 智能手 机一样在市场占有率中排名第一1 1 8 l 。 在软件方面，a n d r o i d 推出了a n d r o i dm a r k e t ，用户可以从a n d r o i dm a r k e t 中选择自己喜欢的程序下载到手机当中，开发者也可以将a n d r o i d 应用程序上传 到a n d r o i dm a r k e t 中使用收费或者免费的方式供a n d r o i d 手机用户下载。g o o g l e 公司在推出a n d r o i d 操作系统后接着宣布举办总奖金为1 0 0 0 万美元的a n d r o i d 开 发者大赛，该大赛的举办有力促进了a n d r o i d 应用程序的增多及开发者对a n d r o i d 的热情。由于a n d r o i d 手机的大热，越来越多的程序开发者投入到了a n d r o i d 应 用程序开发的队伍中。 1 4 本文主要工作和组织结构 本文工作的重点有两个，一是a n d r o i d 操作系统到d e v k i t 8 0 0 0 开发板的移植， 二是开发两个a n d r o i d 应用程序，并使之能在a n d r o i d 模拟器、a n d r o i d 手机及 d e v k i t s 0 0 0 开发板上运行，其中涉及到的关键问题有： ( 1 ) $ 1 j 作可以在d e v k i t 8 0 0 0 开发板上运行的l i n u x 内核。 ( 2 ) 给制作好的l i n u x 内核打上a n d r o i d 内核补丁，使之具有a n d r o i d 系统属 性。 ( 3 ) 制作a n d r o i d 文件系统。 ( 4 ) 在研究a n d r o i d 应用程序核心组件及生命周期的前提下，实现两个a n d r o i d 应用程序：音乐播放器和对对碰游戏，并将这两个程序在d e v k i t 8 0 0 0 开发板上运 行。 本论文各个章节的安排如下： 第一章为绪论部分，介绍了手机的发展历史、种类及智能手机的发展现状， 并介绍了几种常见的智能手机操作系统和a n d r o i d 系统在国内外的发展现状，指 硕士学位论文 作系统的意义，最后对论文的组织情况进行了描述。 a n d r o i d 手机操作系统的特点及系统架构。 绍了a n d r o i d 移植的目标板d e v k i t 8 0 0 0 开发板，在了解嵌 本知识的前提下，通过先将l i n u x 内核移植到d e v k i t s 0 0 0 开发 板上，然后制作a n d r o i d 内核补丁打到l i n u x 内核上的方式，把a n d r o i d 系统移 植到了d e v k i t 8 0 0 0 开发板上，并对移植结果进行了验证。 第四章使用e c l i p s e + a d t ( a n d r o i dd e v e l o p m e n tt o o l s ，a n d r o i d 开发工具) 的 方法构建了本文中a n d r o i d 应用程序开发环境，在研究a n d r o i d 应用程序核心组 件和应用程序生命周期的基础上，实现了一个音乐播放器和一个对对碰游戏的应 用程序，并在a n d r o i d 模拟器、a n d r o i d 手机和d e v k i t 8 0 0 0 开发板上进行验证。 最后，对论文所做工作进行了总结，并展望进一步的研究工作。 a n d r o i d 操作系统移植及应用研究 第2 章a n d r o i d 操作系统特点及系统架构研究 无论是进行a n d r o i d 应用程序开发还是移植a n d r o i d 到具体的硬件环境，都 需要了解a n d r o i d 的特点及其系统架构，这些是进行a n d r o i d 开发的基础。 2 1a n d r o i d 操作系统的特点 同塞班、w i n d o wm o b i l e 、m a c 、黑莓和p a l m 等操作系统相比，a n d r o i d 具 有开放性、应用程序的平等性、应用程序间无界限和应用程序开发的方便性等4 个无可比拟的特点【1 9 , 2 0 1 。 a n d r o i d 的第一个特点是开放性。a n d r o i d 是一个具备开放性的操作系统，开 发人员可以自由的在g o o g l e 网站中获取a n d r o i d 的源代码，a n d r o i d 不仅包含了 底层的操作系统，还包含了上层的用户界面以及移动电话所必须的全部应用软件。 另外，a n d r o i d 操作系统的开放性还体现在使用它无需花费任何授权费用和厂家 可