（计算机应用技术专业论文）手机mmi资源仿真工具的设计与实现.pdf

摘要 近年来，手机作为移动通信工具在人们的工作和生活中起到了越 来越重要的作用。随着手机市场的飞速膨胀，手机厂商之间的竞争也 日趋激烈。迅速地开发出成本低廉、功能适合各类用户群的手机无疑 是一项非常重要的举措，而手机的开发是一个复杂的过程，为减少开 发周期，应用合适的手机软硬件开发平台尤其是人机界面m m i ( m a n m a c h i n ei n t e r f a c e ) 软件开发平台是完全必要的。 本文介绍了目前国内主流手机开发商所采用的m m i 软件开发的 现状，分析了现存方法的不足之处。在此基础上，为了提高手机m m i 软件的开发效率，提出了将m m i 的客户特性和工作代码完全分离的 开发i v l m i 资源仿真工具m s t ( m m is i m u l a t i o nt 0 0 1 ) 的方案。 首先讨论了该系统的总体设计。介绍了系统的功能实现原理，分 析了系统的总体结构，说明了系统全部目标功能的实现涉及至i j p c 端 的m s t 软件和m s ( m o b i l eh a n d s e t ) 端的a r m 程序，并给出了系统的测 试方法。 然后分别针对p c 端的m s t 软件和m s 端的a r m 程序，对需求进行 了分析，阐述了设计思想，说明了开发平台和重要的数据结构，提出 了概要设计方案，并完成了整体结构设计和功能设计及系统在手机产 品中的实现。该系统能够实现彻底的工作代码和客户化特性的数据分 离，使得不同客户的软件版本能够做到基本工作代码是一样的，而客 户化部分能够通过下载不同的b i n 资源文件到高端数据区实现，从而 实现一套m s i 作代码支持多个m m i 方案的功能。 最后，介绍了资源仿真工具在金立“a 3 0 ”手机产品中的应用实 例。产品化的实践证明，该工具大大提高了手机m m i 软件开发的效 率，使产品具有了更好的市场前景。 关键词手机，人机接口界面，仿真 a b s t r a c t i nr e c e n t y e a r s c e l lp h o n e sa s m o b i l ec o m m u n i c a t i o nt o o la r e p l a y i n ga ni n c r e a s i n g l yi m p o r t a n tr o l ei np e o p l e sw o r k a n dl i f e w i t ht h e r a p i de x p a n s i o no ft h ec e l lp h o n em a r k e t ，c o m p e t i t i o na m o n gt h ec e l l p h o n em a n u f a c t u r e r sa r eb e c o m i n gm o r ea n dm o r ei n t e n s e a n dn od o u b t i ti sav e r yi m p o r t a n ts t e pt or a p i d l yd e v e l o pl o w - c o s ta n df u n c t i o n a lc e l l p h o n ef o rt h ev a r i o u su s e rg r o u p s b u tt h ep r o c e s so fm o b i l ep h o n e d e v e l o p m e n ti sv e r yc o m p l i c a t e d ，i no r d e rt or e d u c ed e v e l o p i n gc y c l e ，i t i s a b s o l u t e l yn e c e s s a r yt oa p p l ya p p r o p r i a t e s o f t w a r ea n dh a r d w a r e p l a t f o r mi np r i t i c u l a ri v i m is o f t w a r ed e v e l o p m e n tp l a t f o r m t h i s p a p e r i n t r o d u c e st h ec u r r e n ts i t u a t i o no fm m is o f t w a r e d e v e l o p m e n ta d o p t e db ym a i nm o b i l ed e v e l o p m e n tc o m p a n i e si nc h i n a a n da n a l y s e si t s d i s a d v a n t a g e s t oi m p r o v e t h ee f f i c i e n c yo fm m s o f t w a r ed e v e l o p m e n t ，at e c h n i q u ei sb r o u g h tu pt od e v e l o pm s tw h i c h d i v i d e st h ec u s t o m i z e dc h a r a c t e r sf r o mw o r k i n gc o d ec o m p l e t e l y f i r s t l y , t h ed e s i g no fw h o l es y s t e mi sd i s c u s s e d t h e nt h ep a p e r i n t r o d u c e st h ep r i n c i p l eo ft h ef u n c t i o ni m p l e m e n t a t i o n ，a n a l y s e st h e w h o l es t r u c t u r e ，p o i n t so u tt h et e s tm e t h o d sa n de x p l a i n st h a tt h e r e a l i z a t i o no fa l lt a r g e t si si n v o l v e di nt h em s ts o f t w a r eo np ca n dt h e a r m p r o g r a m o nm o b i l ep h o n e s e c o n d l y , t h ep a p e rd i s c u s s e st h em s t s o f t w a r eo np ca n dt h ea r m p r o g r a mo nm o b i l ep h o n er e s p e c t i v e l y a n di ta n a l y s e st h ec l i e n t s 。 d e m a n d ，c l a r i f i e st h ed e s i g nm e n t a l i t y , e x p l a i n e st h ed e v e l o p m e n t p l a t f o r ma n di m p o r t a n td a t as t r u c t u r e s ，b r i n g sf o r w a r dt h eg e n e r a ld e s i g n a n df i n i s h e st h es t r u c t u r ed e s i g n ，f u n c t i o nd e s i g na n dr e a l i z a t i o ni n m o b i l ep h o n ep r o d u c t t h es y s t e md i v i d e st h ec u s t o m i z e dc h a r a c t e r s f r o mw o r k i n gc o d es oc o m p l e t e l yt h a td i f f e r e n ts 0 1 a r ev i s i o nh a st h e a l m o s ts a m ew o r k i n gc o d ea n dc u s t o m i z e dp a r tc a nb er e a l i z e db y d o w n l o a d i n gd i f f e r e n tb i nf i l ei n t ot h et o pd a t ar e g i o n t h e r e b y , ap i e c e o f w o r k i n gc o d ec a l lm a t c h m o r em m is c h e m e f i n a l l y , t h et h e s i si n t r o d u c e sj i n l ia 3 0m o b i l ep h o n ep r o d u c tw h e r e m s ti su s e d t h ei m p l e m e n t a t i o no fp r o d u c t sd e m o n s t r a t e st h a tt h em s t i l s y s t e md i s t i n c t l yi m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo fm m i s o f t w a r ed e v e l o p m e n t s ot h a tt h em o b i l ep r o d u c t sh a v em u c hb r i g h t e rf u t u r e k e yw o r d sm o b i l ep h o n e ，m a l lm a c h i n ei n t e r f a c e ，s i m u l a t i o n i i i 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注 和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究 成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用 过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论 文中作了明确的说明。 作者签名： 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公 布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段 保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位 论文。 作者虢垃翩签刹鲨嗍碑年上月卫日 硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景和意义 第一章绪论 当今的社会已经进入了一个信息化的社会，没有信息的传递和交流，人们就 无法适应现代化的快节奏的生活和工作。人们期望随时随地、及时可靠，不受时 空限制地进行信息交流，提高工作的效率和经济效益。 这几年来，手机作为新一代通讯工具无论是在技术上还是在市场需求上都得 到了迅猛的发展，用户对手机的要求也越来越多，己不再只满足于实现语音通讯， 对外观、款式、功能的要求达到了前所未有的高度，与手机的交互程度已经是衡 量一个手机智能化的标准，交互的主要部分就是人机界面，人机界面功能的强弱 和稳定性直接影响用户对手机的满意程度，与手机的销量和生产商的利益直接相 关。 另外，手机产品频繁的更新换代也迫使手机开发者谋求能够缩短开发周期的 方法，引入一个合适的软件开发平台尤其是高效率的人机界面开发平台成为了广 大手机设计者们的必要策略，然而现在大部分平台没有自己的界面资源输入系统 或者输入系统功能简单，使得开发商设计每款手机的同时都要重复设计该款手机 的人机界面，这就直接造成了时间和人力资源的浪费。如何利用软件开发平台和 硬件支持的优势开发出一个具有独立界面资源输入模块的高效率的人机界面开 发平台是每个手机设计开发商摆在面前的重要问题。 1 2 国内外研究发展现状 1 2 1 移动通讯的发展现状 移动通信可以说从无线电发明之日就产生了。1 8 9 7 年马可尼所完成的无线通 信实验就是在固定站与一艘拖船之间进行的。而蜂窝移动通信的发展是二十世纪 七十年代中期以后的事。 移动通信综合利用了有线、无线的传输方式，为人们提供了一种快速便捷的 通讯手段。由于电子技术，尤其是半导体、集成电路及计算机技术的发展，以及 市场的推动，使物美价廉、轻便可靠、性能优越的移动通信设备成为可能。现代 的移动通信发展至今，主要走过了两代而第三代现在正处于紧张的研制阶段，部 硕士学位论文第一章绪论 分厂家已经推出实验产品【“。 第一代移动通信系统是模拟制式的蜂窝移动通信系统，时间是上世纪七十年 代中期至八十年代中期。1 9 7 8 年，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统 ( a n t s ) ，建成了蜂窝式移动通信系统。其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移 动通信网。这一阶段相对于以前的移动通信系统最重要的突破是贝尔实验室在七 十年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网即小区制，由于实现了频率复用，大大提高 了系统容量。 第一代移动通信系统的典型代表是美国的a m p s ( 系统先进移动电话系统) 和 后来的改进型系统t a c s ( 总接入通信系统) 等。a m p s 使用8 0 0 m h z 频带，在北美、 南美和部分环太平洋国家广泛使用；t a c s 使用9 0 0 m h z 频带，分e t a c s 欧洲和 n t a c s 日本两种版本，英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。 第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用( f d m a ) 模拟制式，语音信 号为模拟调制，每隔3 0 k h d 2 5 k h z - - 个模拟用户信道。第一代系统在商业上取得 了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来： ( 1 ) 频谱利用率低。 ( 2 ) 业务种类有限。 ( 3 ) 无高速数据业务。 ( 4 ) 保密性差，易被窃听和盗号。 ( 5 ) 设备成本高。 ( 6 ) 体积大重量大。 为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷数字移动通信技术应运而 生，这就是以g s m 和i s 9 5 为代表的第二代移动通信系统，时间是从八十年代中 期开始。模拟蜂窝网虽然取得了很大的成功但其频谱利用率低，业务种类受限， 通话易被窃听，难以满足移动通信系统的发展。到了八十年代中期，欧洲首先推 出了泛欧数字移动通信网g s m 的体系，随后美国和日本也制订了各自的数字移 动通信体制。数字移动通信网相对于模拟移动通信网，提高了频谱利用率，支持 多种业务服务，并与i s d n 等兼容。第二代移动通信系统以传输话音和低速数据 业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统 2 1 。 第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的d a m p s 系统、l s 一9 5 和欧 洲的g s m 系统。 2 硕士学位论文 第一章绪论 g s m ( 全球移动通信系统) 发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的t d m a 标准而设计的，支持6 4 k b i t s 的数据速率，可与i s d n 互连。g s m 使用9 0 0 m h z 频 带，使用1 8 0 0 m h z 频带的称为d c s i s 0 0 。g s m 采用f d d 双工方式和t d m a 多址 方式，每载频支持8 个信道，信号带宽2 0 0 k h z g s m 标准体制较为完善，技术相 对成熟，不足之处是相对于模拟系统其容量增加不多，仅仅为模拟系统的两倍左 右，无法和模拟系统兼容f 3 1 。 d a m p s ( 先进的数字移动电话系统) 也称i s 5 4 ( = l l 美数字蜂窝) 使用8 0 0 m h z 频 带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种，使用t d m a 多址方式。 i s 一9 5 是北美另一种数字蜂窝标准，使用8 0 0 m h z 或1 9 0 0 m h z 频带，使用 c d m a 多址方式已成为美国p c s ( 个人通信系统网) 的首选技术。 由于第二代移动通信以传输话音和低速数据业务为目的，从1 9 9 6 年开始为了 解决中速数据传输问题，又出现了2 5 代的移动通信系统如g p r s 和i s 一9 5 b 【4 j 。 c d m a 系统容量大相当于模拟系统的1 0 至2 0 倍，与模拟系统的兼容性好，美 国、韩国、香港等地已经开通了窄带c d m a 系统，对用户提供服务。由于窄带 c d m a 技术比g s m 成熟晚等原因，使得其在世界范围内的应用远不及g s m ，国 内有北京、上海、广州、西安四地的窄带c d m a 系统在运行，但从发展前景看由 于自有的技术优势，c d m a 技术已经成为第三代移动通信的核心技术1 5 6 】。 移动通信现在主要提供的服务仍然是语音服务以及低速率数据服务，由于网 络的发展数据和多媒体通信有了迅猛的发展势头，所以第三代移动通信的目标就 是宽带多媒体通信。 第三代移动通信系统是一种能提供多种类型且高质量的多媒体业务，能实现 全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在 任何时候任何地点进行任何种类的通信的系统。由于其诸多优点，全世界各个运 营商生产厂家与广大用户对此产生浓厚的兴趣。 第三代移动通信系统的主要目标： ( 1 ) 能实现全球漫游。用户可以在整个系统甚至全球范围内漫游，且可以在 不同速度、不同运动状态下获得有质量保证的服务。 ( 2 ) 能提供多种业务。提供话音、可变速率的数据、活动视频会话等业务， 特别式多媒体业务。 ( 3 ) 能适应多种环境。可以综合现有的公众电话交换网( p s t n ) 、综合业务 硕十学位论文 第一章绪论 数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统来提供无缝隙的覆盖。 ( 4 ) 足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保密性能和高质量的服 务。 为实现上述目标对其无线传输技术( r a d i ot r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y ，r t t ) 提 出了以下要求： ( 1 ) 高速传输以支持多媒体业务。室内环境至少2 m b i t s ，室内外步行环境至少 3 8 4 k b i t s ，室外车辆运动中至少1 4 4 k b i t s ，卫星移动环境至少9 6 k b i t s 。 ( 2 ) 传输速率能够按需分配。 ( 3 ) 上下行链路能适应不对称需求。 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟( i t u ) 于1 9 8 5 年提出，当时称为未 来公众陆地移动通信系统( f u t u r ep u b l i cl a n dm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m ， f p l m t s ) ，1 9 9 6 年更名为i m t - 2 0 0 0 ( i n t e m a t i o n a l m o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o n - 2 0 0 0 ， 国际移动通信2 0 0 0 ) ，意即该系统工作在2 0 0 0 m h z 频段最高业务速率可达 2 0 0 0 k b i t s ，预期在2 0 0 0 年左右得到商用。主要体制有w c d m a ，c d m a 2 0 0 0 和 u w c 1 3 6 。1 9 9 9 年1 1 月5 日国际电联i t u r t g 8 1 第1 8 次会议通过了“i m t - 2 0 0 0 无线接口技术规范”建议，其中我国提出的t d s c d m a 技术写在了第三代无线 接口规范建议的i m t - 2 0 0 0c d m a t d d 部分中。“i m t - 2 0 0 0 无线接口技术规范” 建议的通过表明1 1 g 8 ，1 制定第三代移动通信系统无线接口技术规范方面的工作 已经基本完成，第三代移动通信系统的开发和应用将进入实质阶段。与此同时， i m t - 2 0 0 0 许可证的发放工作也在世界各国如火如荼地开展起来1 7 , 8 1 。 1 2 2 手机开发平台的国内外发展现状 现在的手机功能日益强大，除了具备基本的通话功能外，还具备t p d a 的大 部分功能，特别是个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器和电子邮件功 能。融合3 c ( c o m p u t e r 、c o m m u n i c a t i o n 、c o n s u m e r ，计算机、通讯、消费者) 的 智能手机必将成为未来手机发展的新方向。 由于现在手机所包含的功能块不断增多，其耗电量及所需处理的数据量也随 之不断提高，同时手机的芯片结构与设计过程也变得日趋复杂，这样就会直接影 响到新款手机的上市时间。因此，对于手机开发商而言，采用何种手机开发平台 具有十分重要的意义：先进、成熟的手机开发平台不仅能极大地减少技术风险， 降低开发成本，缩短新产品研发生产周期，还有利于生产厂商迅速进入并占领市 4 硕十学位论文 第一章绪论 场。因此，越来越多的手机厂商在重视外型设计的同时，开始把手机开发平台的 构建作为其提升核心竞争力的重点。移动通讯行业的现状与2 0 多年前p c 行业的 情形非常相似，整个移动终端并没有一个通用的应用软件平台。 目前，市场上有多家公司都在极力推行自己的手机开发平台，其中包括德州 仪器、m o t o r o l a 、i m e l 、i n f i n e o n 等无线芯片解决方案设计公司，它们在平台性能、 完整性与伙伴关系等策略运作上各有所长。 ( 1 ) 德州仪器( 1 1 ) 的0 m a p ( 开放式多媒体应用平台) 系列。德州仪器的o m a p 平台具有可扩展、灵活而开放的构架，长期以来一直以最佳性能和极低功耗而著 称。使用该平台设计的2 5 g 和3 g 手机可以实现多种应用，如语言处理、视频流， 电视会议、高保真音频、定位服务、安全性、游戏、移动商务、个人管理等多媒 体应用。 德州仪器的o m a p 平台包含了三个组成部分，他们分别是：高性能低功耗的 处理器、易于使用的开放式软件架构和全面的支持网络。由以上三部分组成的 o m a p 平台为2 5 g 及3 g 无线应用提供了一个强大的软硬件基础。借助该平台，开 发人员可以在短期内开发出各种多媒体移动终端。 o m a p 平台的技术优越性主要体现在其采用了“内核软件技术”，这种技术 的优势有以下两个方面： 首先，为加速信号处理的速度，o m a p 平台的内核软件组件允许应用程序利 用数字信号处理器( d s p ) ，从而提高终端应用性能。凭借优化的底层软件，d s p 能以极低的功耗方式执行这些信号处理任务，从而能够延长电池使用寿命，并可 实现更小的产品体积。 其次，o m a p 平台可使应用程序开发人员无须深入了解d s p 基础硬件架构或 算法即可利用这些高级功能。开发人员可以通过易于使用的高级应用程序接口 ( a p i ) 方便地获得d s p 加速算法，相同的a p i 集可运行于各种具有或不具有d s p 的 o m a p 平台上，从而可以提高代码的使用频次，使同样的代码应用到不同的设备 中。 此外，德州仪器为丰富其被广泛采用的m a p 处理器系列产品，在2 0 0 3 年2 月 4 日还推出了五款带有安全晶片的全新o m a p 处理器。这五款产品可以很大的提 高包括绘图、多媒体内容以及j a v a 等应用程序的性能，并能同时减少无线手持设 备与个人数字助j 里( p d a ) 的监督电流。借助这些新的应用处理器，移动设备生产 商可以设计电池寿命更长、拥有更快速度的多媒体应用程序及更小巧、更安全、 更经济的设备【9 】。 硕十学位论文第一章绪论 ( 2 ) 英特尔( i n t e l ) 的p x a 9 0 0 f ( m a n i t o b a ) 芯片组。该芯片是一款集成度很高 的，可以广泛使用在无线领域的芯片，竞争矛头直指t i 的o m a p 芯片系列，因为 它们同时集成有d s p 和a r m 处理器内核。 p x a 8 0 0 f 芯片组同样采用了行业领先的0 1 3 微米技术集成，但i n t e l 表示，批 量生产时可能会采用0 0 9 微米( 9 0 纳米) 的技术生产。p x a s 0 0 f 被称为业界第一款 在单个芯片上集成了g s m g p r s 基带解决方案、高性能应用处理器和闪存的产 品。该处理器集成了高性能和低能耗的主频为3 1 2 m h z 的英特尔x s c a l e 处理器， 内置4 兆片上闪存( o n c h i pf l a s h m e m o r y ) ，以及5 1 2 k 的s r a m ( 静态存储器) ，其应 用性能居业内领先地位。此外，该处理器上还集成有一个采用i n t e l 微信号架构 ( i n t e lm i c r os i g n a la r c h i t e c t u r e ) 的1 0 4 m h z 的双m a c 信号处理器内核( d u a l m a c s i g n a l p r o c e s s o r c o r e ) ，内罱5 1 2 k b 的片上闪存和6 4 k bs r a m 。 p x a 8 0 0 f 芯片组支持包括彩屏、语音识别、语音记事簿、b l u e t o o t h 、m p 3 和m p e g 4 解码、w 世、s m s 、e m s 、m m s 、定位、u s bc l i e n t 、s d 卡、m m c 卡和数码相机等功能 1 0 l 。 ( 3 ) 摩托罗拉( m o t o r o l a ) 的i n n o v a t i v ec o n v e r g e n c e 开发平台。i n n o v a t i v e c o n v e r g e n c e 平台中的i 2 5 0 无线平台是一项从芯片到软件，适用于2 5 g 的完整 解决方案，利用该平台可以简化2 5 g 手机的设计和生产程序。 i 2 5 0 平台拥有全套的r f 和基带芯片组、强大的开发工具、“永远在线”的连 接性能，同时支持产品向i 3 0 0 平台的无缝转化，提供下代3 g 多媒体解决方案。 由于该设计集成度极高，使得整机的元器件仅为1 2 5 个，远低于其他竞争者至少 要2 5 0 个组件的解决方案，是目前市场上系统零件数量最少、成本最低的设计i “j 。 ( 4 ) 高通公司的b r e w ( b i n a r yr u n t i m ee n v i r o n m e n tf o rw i r e l e s s ) 平台。该平 台是一种为无线设备提供开放式标准平台的瘦应用程序执行环境，是无线应用程 序开发、设备配置、应用程序发布以及计费和支付的完整端到端解决方案的一部 分。完整的b r e w 解决方案包括面向开发者的b r e ws d k ( 软件开发包) 、面向 设备制造商的b r e w 应用程序平台和移植工具以及由运营商控制和管理的 b r e w 分发系统饵s d ) 。 b r e w 平台是独立于空中接口的技术，所以b r e w 与任何网络的结合都非常 平滑。在c d m a 2 0 0 0i x 网络中可以充分利用其高速的数据传输速率，为最终用 户带来极具冲击力的用户体验。 b r e w 目前开发工具还不成熟，主要用c 语言来开发。另外，全球有3 4 家运 营商采用t j a v a ，而只有8 家运营商采用b r e w ，它的应用范围帽对较小1 1 2 , 1 3 1 。 6 硕十学位论文第一章绪论 ( 5 ) 英飞凌( i n f m e o n ) 的p 2 0 0 2 + 开发平台。芯片组决定了手机的功能性能，芯 片组是手机开发中的关键技术之一，芯片组的进步对手机进步有决定性影响，芯 片组的成功必须要有其他关键技术配合，各种新技术的采用及提高都需要通过芯 片实现或由芯片提供支持，商业上的成功也需要芯片组外的其他关键技术支持， 国外大芯片供应商通过参考设计将解决了芯片组外的其他关键技术，从而在手机 开发中占据了核心地位。 目前i n f i n e o n 的p 2 0 0 2 + 系统平台所用的微控制器主要是i n f i n e o n 自己设计研 制的c 1 6 6 系列芯片，其中c 1 6 6 sv i 是m t h e o n 全功能1 6 位单片微控制器系列的增 强产品，它集成了高性能的c p u 和功能强大的外设集。其中四级流水线高性能1 6 位c p u 的最短指令周期2 0a s ，大多数指令可在单周期内完成，l o o n s 乘法运算( 1 6 位+ 1 6 位) ，2 0 0 n s 除法运算( 3 2 位1 6 位) ，多种高带宽内部数据总线。基于寄存器 的设计，具有多个可变的寄存器组，支持单时钟周期上下文切换，1 6 级优先级中 断系统，消除c p u 响应中断请求时保存和恢复系统状态的开销。 p 2 0 0 2 + 平台拥有a p o x i ( 目标导向可延伸性应用程序) 框架、a p o x i 参考人机 界面和综合应用软件。这使得键盘，输入法，视屏窗口等用户界面从硬件设备中 独立出来。然而在过去，手机制造厂商为每一部新手机除硬件系统外还必须要开 发软件，但是今天现有的软件系统都可用在不同的手机中而且可以适合将来多种 不同需求。这就允许手机制造厂的开发小组可以同时开发研制更多不同的设计。 p 2 0 0 2 十平台系统既可允许手机制造厂商预先将游戏等娱乐功能安装在手机中， 也同样支持网络运营商在手机被卖出后在因特网上下载这些游戏娱乐功能1 1 4 j 。 1 3 手机m m i 软件介绍 1 3 1 m m i 的分层体系结构 m m i 的体系结构大致可以分为三部分：m m i 逻辑层( m m il o g i c ) ，m m i 框 架层( m m if r a m e w o r k ) 和应用控制接口a c i 层( a p p l i c a t i o nc o n t r o li n t e r f a c e ) 。其 中m m i 逻辑层作为最上层的应用，实现了一系列人机接口功能，它利用m m i 框架层和应用控制接口提供的各种服务。m m i 框架层m f w 起着m m i 和a c i 的桥梁作用。它大大减少了m m i 的开发的工作量，使代码的编写更加简洁、高 效。它以c 语言库模块的形式为上层提供各种服务( 呼叫管理、s i m 卡管理、s m s 管理、网络管理、电话簿管理等等) 。a c i 层位于硬件驱动和各种通信协议栈( 包 括移动通信协议、w a p 通信协议、蓝牙通信协议等) 的上面，它以a t 命令的格 式和协议栈进行通信。它们的层次结构如图1 1 所示。 7 硕十学位论文 第一章绪论 l o g i c i ? m f w ( 删if r a m e w 。r k ) if l a c i 图1 - 1m m l 分层体系结构 本文提到的人机接口如果不加特殊说明，均是指m m i 逻辑层。下面简要介 绍一下m m i 逻辑层。 m m i 逻辑层程序设计以d i m o g 为基本单位，所有这些d i m o g 按照其创建方 式和生命期可以分为静态和动态两类。静态d i m o g 是指那些从终端开机开始就一 直存在，直到用户关机才消亡的d i a l o g ，比如网络信号搜索；动态d i m o g 只在需 要的时候动态创建，比如有呼叫接入或者短消息的阅读。每个d i m o g 都有一个窗 口作为所有控件的容器，如图1 2 所示的短消息服务中心的设定界面。用户为当 前d i m o g 创建新的控件时，新建的控件句柄被插入以窗体旬柄为表头的链表中。 控件之间，窗口和窗口之间通过回调函数和事件发送进行交互。退出当前d i m o g 时，依次删除控件，最后删除窗体，退回到父窗口1 1 5 1 0 编辑框 图1 2 短消息服务中心号码设定界面 1 3 2m m i 的主要功能 手机m m i 主要是指手机用户与手机之间交流的界面，是手机和使用者对话 的窗口。其主要有以下功能 16 】： ( 1 ) 输入用户操作信息。 3 硕十学位论文第一章绪论 ( 2 ) 以声、光、振动等手段显示手机及网络的状态，输出操作结果。 ( 3 ) 对众多的功能进行分类、组织，并提供合理、方便的操作方法，以方便 用户使用。 ( 4 ) 增加计算器等附加功能，提高手机的实用性。 ( 5 ) 加入动画、图标、问候语等修饰功能，使产品界面美观、友好。 在手机系统中，m m i 提供人机交互界面，接收用户输入，表达输出结果。 它作为系统的一个任务，从底层的r t o s 接收消息，调用r t o s 的系统函数，并 与系统的服务模块通过消息或函数调用的方式相互通信“7 】。 。 在m m i 应用内部，按照功能可以划分为不同的子模块，这些子模块由m m i 主控模块管理。m m i 主控模块负责各个予模块的初始化和调度，以及在m m i 应用内部的消息寻迳。各个子模块对应不同手机功能的人机界面，通过调用底层 的服务模块完成特定的功能【瑚。 1 3 3m m i 的显示原理 我们知道，m m i 的客户化特性是通过窗1 2 1 展现给用户的，窗口资源是m m i 设计的所有资源中最重要的资源。我们通过对窗口抽象，形成窗口资源的描述脚 本，即通过脚本描述窗口以及窗口中的全部资源。m s 端的a r m 程序会对窗口 脚本进行解释，并转换成对显示处理模块h s c r ( h a n d l es c r e e n ) 的调用，从而实 现窗口显示和对各种资源的调用。 1 4 研究目的和内容 在目前的开发过程中，手机界面是在m m i 程序中直接指定图片、动画、区 域等资源信息并确定资源的操作方式及操作次序，h s c r 只需要对格式化好的资 源做显示。采用这种方式，资源与软件代码没有达到很好的分离，当要更新一套 m m i 方案时，就需要对m m i 中所有界面操作部分的图片、动画、区域等资源信 息和资源的操作方式及操作次序做更新，对m m i 的改动很大，不易维护，随着 后期m m i 方案的不断增多，维护起来将更加困难。为了能够在相同功能而不同 界面的情况下达到代码的复用，决定开发手机m m i 资源仿真工具m s t 。 m s t 是一个可以将包括窗口资源在内的所有资源整合成一个b i n 文件的p c 工具。它提供所见即所得的编辑界面，将客户化的资源整合成一个b i n 文件后将 其d o w n l o a d 到m s 的高端数据区中。同时，m s t 也支持连接读取m s 的高端区 9 硕十学位论文 第一章绪论 域，并将其定义的资源在p c 上显示出来，供修改和测试。m s t 还提供输出文件 的定制功能，可以按a r m 侧对高端数据结构的要求，自行定制高端资源文件的 结构。 这样，我们就可以实现彻底的工作代码和客户化特性的数据分离。今后的开 发中，不同的软件版本能够做到基本工作代码是一样的，而客户化部分通过下载 不同b i n 文件到高端数据区实现1 1 9 , 2 0 。 1 5 本文的结构安排 本文介绍了一种能够满足高效率的手机人机界面开发的资源仿真工具的设 计与实现。全文分为5 章，组织结构如下： 第一章绪论。介绍了移动通讯的发展现状和手机开发平台的国内外发展现 状，说明了研究课题的背景和意义，并简要介绍了手机m m i 软件的体系结构、 主要功能和显示原理。 第二章系统总体设计。首先对系统进行了总体简介和功能原理介绍，接着介 绍了系统的总体结构，包括接口、m s 高端区域规划、b i n 文件的结构定义和可 靠性及可扩展性设计，最后给出了系统的测试和调试方法。 第三章p c 端m s t 软件的设计与实现。介绍了需求说明，给出了概要设计， 包括设计描述、设计思想、系统模块和开发平台，最后，从总体结构丽功能实现 原理两方面说明了软件的实现。 第四章m s 端a r m 程序的设计与实现。首先介绍了需求说明，接着给出了 概要设计，包括设计思想和关键技术及解决途径，重点说明了软件实现的数据结 构、总体结构和实现流程，最后给出了一个在金立a 3 0 手机上的应用实例。 第五章总结与展望。对研究工作的总结和对进一步的工作展望。 i o 硕十学何论文第二章系统总体设计 2 1 系统概述 2 1 1 系统简介 第二章系统总体设计 m s t 软件提供给m m i 设计人员一整套客户化的界面设计工具。该工具运行 在m s 的p c 仿真环境中，使m m i 的客户化设计简单快捷。它把m m i 对具体资 源的操作抽象出来生成一个b i n 文件，并将其下载到m s 的f l a s h 中的指定高 端区域。 m s 端的a r m 程序中，m m i 通过脚本解析模块b d c ( b i nd e c o d em o d u l e ) 去解析高端区域的目标资源文件，根据预约的数据结构，找到对应窗口的窗口操 作脚本w s c r ( w i n d o wo p e r a t i o ns c r i p t ) ，并把脚本解析为h s c r 可使用的操作 资源信息，实现客户化的资源的分离。这样，在不更改功能的情况下，更新m m i 方案，只需要m s t 软件对b i n 文件做修改，无需对工作代码做改动，m s 在更换 m m i 方案时，只需要往f l a s h 中的指定高端区域写不同的b i n 文件，就能实现 一套m s 工作代码支持多个m m i 方案的功能【2 “。 由上述可知，m s t 全部目标功能的实现涉及到p c 端的m s t 软件和m s 端 的a r m 程序。本文会分别在第三章和第四章进行重点阐述。 2 1 2 功能实现原理 实际上，m s t 软件负责将图片和动画等相关资源通过约定的格式按类型进 行格式化，并且合并为一个单独的窗口描述文件b i n ，然后d o w n l o a d 到m s 的 f l a s h 中的指定位置。因为是支持所见即所得的开发设计，所以能极大提高设 计和变更m m i 资源的效率，达到客户化资源的分离。同时m s t 软件也能读取 f l a s h 中的b i n 数据，恢复成p c 设计模式。 a r m 侧的b d c 解析m s t 软件生成的b i n 文件，首先需要m s t 软件生成 b i n 的数据结构与b d c 访问b i n 使用的结构一致，m m i 在程序中按程序段确定 窗口类型，并把窗口类型对应的窗口i d 传给b d c ，b d c 根据m m i 传给的窗口 i d ，找到窗口操作脚本，并把脚本解析为h s c r 可使用的操作资源信息，h s c r 硕士学位论文 第二章系统总体设计 接收到m m i 的显示要求，就按固定区域中b d c 解析后的操作信息序列逐个执 行，即可完成界面显示工作1 2 2 , 2 3 1 。 2 2 系统总体结构 2 2 1 系统接口 1 m s t 软件和m s 的接口 p c 端m s t 软件不是一个独立的系统，它的目标是通过生成资源文件b i n ， 然后d o w n l o a d 到m s 高端区域，并且b i n 能够被m s 的b d c 脚本解释模块识别， 输出需要显示的资源信息，并将资源信息交给h s c r 显示。由此可知，m s t 软 件和m s 的最关键接口是资源文件b i n 和b i n 在高端区域的存放规则。该b i n 文 件不仅包括所有的资源内容，同时还包括窗1 3 脚本等关键数据结构，定义一个好 的、简洁的b i n 文件结构，是整个接口设计的关键。如图2 - 1 所示为b i n 文件结 构关系图。实际上，通过b i n 文件联系起来的是m s t 软件和b d c 两个模块， m s t 软件生成b i n 文件，b d c 懈析b i n 文件。 b i n 文件头信息结构： 存放各种资源在f l a s h 中的起始地址 窗口i d 索引存放结 构：包括窗口i d 和窗 口对应w s c r 指针 窗口对应w s c r 命令 序列以及命令字参数 结构 动画、图片、音乐等资 源信息存放结构 图2 - 1b i n 文件结构关系图 2 m m i 和b d c 的接口 m m i 通过调用b d c 对b i n 脚本文件迸行解析。其过程是m m l 为b d c 准备 窗口的唯一i d 号及确定窗口资源的一些基本外部信息，b d c 根据m m i 准备的 当前窗口及窗口基本信息，逐行解析出当前窗口的显示资源，再调用h s c r 函 数进行显示。 m m i 和b d c 的接口说明如图2 2 所示：m m i 准备好窗口i d 及窗口参数， 硕十学位论文 第二章系统总体没计 通过a p i 调用b d c 解析模块，b d c 为当前窗口解析出一个完整的窗口显示数据。 w i 及 - r e a d w s c r 蚕 s _ t e x t p a r eh 田 a p i 调用：o h y o - 一h s c r 圈2 - 2m m i 乖b d c 接口说明 3 硬件接口 p c 端为c o m l 或者c o m 2 ，m s 端采用标准的尾插接口或者u s b 接口，连 接使用标准r s 2 3 2 接口j 。其具体d o w n l o a d 及u p l o a d 过程和通信协议不在本 文讨论范围之内。 2 2 。2m s 高端区域的规划 本文以a m ds 7 1 p l 0 6 4 j a 0 为例来说明m s 端使用的f l a s h 芯片的高端区 域规划。该芯片为m u l t i b a n k 的存储结构，f l a s h 区域