（计算机应用技术专业论文）基于brew平台的嵌入式应用的研究和实现.pdf

基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 摘要 嵌入式系统的一个重要应用领域是移动通讯终端手机。通信技术 的发展，大大提高了无线数据的传输速率和可靠性，电信业也已从传 统的“运输行业”正转变为为用户提供新内容和增值服务的“服务行 业”。 而手机作为一种嵌入式设备，不具备像硬盘那样拥有大容量的存 储介质，而大多使用e p r o m 、e e p r o m 或闪存( f l a s hm e m o r y ) 作为 存储介质，市场也要求手机的小巧轻便和低功耗，因此对手机的芯片 处理速度和存储空间有严格的限制。手机的硬件资源环境一般要比 p d a 更为苛刻，要在如此紧张的资源下完成复杂的功能，就要求嵌 入式系统软件必须尽量的夺码、稳定和两效。 本文正是基于这一点出发，对b r e w 平台的嵌入式应用开发中 的若干难题进行了研究，以促使b r e w 应用开发的效率和质量进一 步得到提高。而在这些难题中图形图像处理和内存管理是开发中较难 处理的两个问题。 许多b r e w 应用都涉及多幅图像的处理，但现有大多数移动设 备的a r m 芯片处理速度有限。尤其是在游戏开发中，速度更成为了 一个瓶颈，游戏大部分的时间都花费在了屏幕绘制操作上：基本上占 据了游戏运行时间的8 0 。因此本文研究了图像资源的优化处理。 比如压缩比较高的p n g 图片的使用及其在程亭应用中的处理方法， 还有如何对b m p 图片进行压缩、解压缩和图片的反转；在屏幕绘制 方面，研究厂区块图形技术位块传输技术以及双缓冲技术。 为台式机或服务器编写代码时我们一般不必刻意关注内存使用 情况、堆栈深度或c p u 负担。但内存管理技术在手机等受限设备中 却是另外一个关键问题，本文也对b r e w 内存管理技术做了一些研 究。对b r e w 的内存结构和内存管理机制做了透彻地分析和研究， 并提出了一些b r e w 内存管理的改进方法。 b r e w 网络应用开发是本文研究的另一主题。b r e w 是构建在 高通公司的c d m a 系统之上的，它已经把无线通信功能封装在了一 个类似s o c k e t 的系统中，拥有类似于b e r k e l e ys o c k e t 接i ：3 编程中的 s o c k e t 函数。b r e w 不允许阻塞函数调用，而是采用了回调机制，允 许注册不同的回调函数来处理各个不同的套接字操作。本文对b r e w 的网络编程做了详细的分析并介绍了一个网络浏览器的应用实例。 大多数b r e w 设备的资源情况差别比较大，有的设备c p u 处理 速度很慢，而另外一些设备则是文件存储空间和内存空间很小，或者 这两方面的瓶颈都存在。本文最后介绍了b r e w 设备的性能分析方 法，而且从整体上考虑，提出了b r e w 程序的优化：资源的优化处理、 应用程序运行速度的优化和可执行文件大小的优化。 关键词：b r e w 图形图像处理内存管理网络性能优化 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t o fe m b e d d e d a p p l i c a t l 0 nb a s e do nb r e wp l a t f o r m a b s t r a c t o n ei m p o r t a n ta p p l i c a t i o no fe m b e d d e ds y s t e mi sm o b i l ep h o n e t h e t r a n s m i s s i o ns n e e da n da v a i l a b i l i t yi se n h a n c e dw i t ht h ed e v e l o p m e n to f c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y t e l e c o m m u n i c a t i o n si n d u s t r yi st r a n s f o r m i n g f r o mc o n v e n t i o n a l “t r a n s f e r r i n gi n d u s t r y ”t o “s e r v i c ei n d u s t r y ”、w h i c h p r o x ，i d e sn e w c o n t e n t sa n dv a l u e a d d e ds e l w i c e sf o ru s e r s il m i e v e f r d sa ne m b e d d e de q u i p m e n t ，m o b i l ep h o n eu s u a l l y i c e s e p r o m ，e e p r o ma n df l a s hm e m o r 3 ，a ss t o r a g em e d i u m ，i n s t e a do f h a r dd i s kw h i c hh a sl a r g es t o r a g ec a p a c i t y m o r e o v e r , p o r t a b i l i wa n dl o w e n e r g y c o s ti sn e c e s s a m s ot h a tt h e r ei ss t r i c tr e s t r i c ti ns t o r a g es p a c ea n d t h e p r o c e s s i n gs p e e d o fm o b i l e p h o n ec h i p s h a r d w a r e r e s o u r c e e n v i r o n m e n to fm o b i l ep h o n ei sa l w a y sr n o r er i g o r o u st h a nt h a to fp d a t oi m p l e m e n tc o m p l e xf u n c t i o n si ns u c ha ne n v i r o n m e n t ，e m b e d d e d s y s t e ms o f t w a r em u s tb ea sd e l i c a t e s t e a d ya n de f f i c i e n ta sp o s s i b l e b a s e do nt h i sc h a r a c t e l ，t h i st h e s i ss t u d i e ss o m ed i f f i c u l tp r o b l e m s d u r i n gt h ee m b e d d e da p p l i c a t i o n sd e v e l o p m e n tb a s e do nb p , e wp i a t f o n n ， s oa st ob r i n gf u r t h e ri m p r o v e m e n tt ot h ee f f i c i e n c ya n dq u a l i t ) 7o fb r e w a p p h c a t i o l _ l _ sd e , ，e l e p m e n ta m o n gt h e s ep r o b l e m s ，g r a p h i c sa n di m a g e p l o c e e d i n g a n dm e l l l o r , 1 3 a n a g e l n e i i ti sq u i t ed i 蕊c u l tt od e a jw i t h m u l t i p l ei m a g e sp r o c e e d i n gi si n v o l v e di nm a n yb r e wa p p l i c a t i o n s 。 b u tt h e c o m p u t i n gs p e e d o fm o s ta r mc h i p s a p p l i e d i nm o b i l e e q u i p m e n t sa r e n o tf a s te n o u g h i t st y p i c a lt h a ti nt h eg a m ed e v e l o p m e n t ， s p e e db e c o m e st h eb o t t l e n e c k - - s c r e e nm a p p i n go p e r a t i o nt a k e su pa b o u t 8 0 o ft h er u n t i m e s ot h i st h e s i ss t u d i e st h eo p t i m i z a t i o no fi m a g e r e s o u r c e si nt h ep r o g r a m ，s u c ha st h ep r o c e e d i n go fp n gf o r m a ti m a g e s w h i c hh a sh i g hc o m p r e s s i o nr a t e ，t h ec o m p r e s s i o na n dd e c o m p r e s s i o n ， r e v e r s eo fb m pf o r m a ti m a g e s a n ds o m et e c h n o l o g i e si ns c r e e nm a p p i n g i n c l u d i n gt i l eg r a p h i c s b l o c ki m a g et r a n s f e ra n dd o u b l eb u f 凫r w h e nw ea r ep r o g r a m m i n gf o rc o m p u t e r s w ea r es e l d o mc o n c e r n e d a b o u tt h eu s a g eo fm e m o r y ，t h ed e p t ho fs t a c ka n dh e a p ，o rt h eb u r d e no f c p u b u tm e m o r y m a n a g e m e n ti sak e yp r o b l e mi nr e s o u r c e l i m i t e d m o b i l ep h o n e s t h i st h e s i sa l s o s t u d i e st h e m e m o r ym a n a g e m e n t t e c h n o l o g y , t h o r o u g h l ya n a l y z e st h em e m o r yf r a m e w o r ka n dm e m o r y m a n a g e m e n ts t r a t e g yo fb r e w a n dp r o p o s e ss o m ei m p r o v i n gm e t h o d s b r e wn e t w o r ka p p l i c a t i o ni sa n o t h e rt o p i ci nt h i st h e s i s a si t i s c o n s t r u c t e do nt h ec d m a s y s t e mo fq u a l c o m m ，b r e we n c a p s u l a t e s i t sw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nf e a t u r e si naf a m i l i a rs o c k e ts y s t e mt h a ti s s i m i l a rt ot h et r i e d a n d t r u es o c k e ta p i ss u c ha st h eb e r k e l e ys o c k e t i n t e r f a c en e t w o r kp r o g r a m m i n g b r e wd o e sn o ta l l o wf o rb l o c l d n g f u n c t i o nc a l l s i n s t e a do fb l o c k i n g ，b r e wu s e sae a l l b a e ks y s t e m ，a n di t a l l o w sf o rd i f f e r e n tc a l l b a c kf u n c t i o n st ob er e g i s t e r e df o rv a r i o u ss o c k e t o p e r a t i o n s t h i s t h e s i ss t u d i e sb r e wn e t w o r k p r o g r a m m i n g a n d i n t r o d u c e sae x a m p l eo fi n t e r n e tb r o w s e rp r o g r a m m i n g t h e r ea r ec o n s i d e r a b l ed i f f e r e n c e s a m o n g d i f i e r e n tb r e w e q u i p m e n t s 。s o m ee q u i p m e n t s c o m p u t i n gs p e e do f c p u i sf a i r l yl i m i t e d ， h o w e v e rt h eo t h e re q u i p m e n t s d o c u m e n ts t o r a g es p a c ea n dm e m o r y s p a c ea r el a r t h e rl i m i t e d e s p e c i a l l ys o m ee q u i p m e n t sh a v eb o t t l e n e c k si n b o t hc a s e s t h i st h e s i si n t r o d u c es o m ep e r f o r m a n c ea n a l y s i sm e t h o d s a b o u tb r e w e q u i p m e n t s a n ds t u d i e sb r e wp r o g r a m m i n go p t i m i z a t i 0 2 1 ： r e s o u r c e o p t i m i z a t i o n ，p r o c e d u r e so p e r a t i n gs p e e do p t i m i z a t i o n a n d e n f c i r c e a b ! ed o c u m e n ts i z eo p t i m i z a t i o nf r o mt h eo v e r a l lc o n s i d e r a t i o n k e yw o r d s ：b r e w g r a p h i c sa n di m a g ep l o c e e d i n g m e m o r ym a n a g e m e n t n e t w o r k p e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o n 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的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，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名 袭蠢塞一 日期：型! 区! ：兰量 关于论文使用授权的蜕明 学位沦文作者完全了解北泉邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，骱： 研究生在校攻读学位期问论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位i ：仑文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、 - 编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规疋) 缳密沦文注释：本学位论文属于保密在一年勰密后适用本授权书。非保密葩 叉汪释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 径苤童 一 目期：2 熊益! ! ! 塞 毒产卜 日期 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 1 1 课题研究背景及意义 第一章绪论 近年来，信息家电、互联网技术和通信技术飞速发展和相互渗透，使得计算 机、通信、消费类电子一体化趋势日益明显。嵌入式系统已深入到人们生产生活 的各个领域，包括掌上电脑、手机与寻呼机、车载盒、w e b t v 等等。 嵌入式系统的一个重要应用领域是移动通讯终端手机。近年来移动通讯技术 的迅猛发展，新技术和新应用层出不穷。通信技术的发展，大大提高了无线数据 的传输速率和可靠性，使移动终端为用户提供更多功能、更高质量的数据服务成 为可能。 电信业也已从传统的“运输行业”正转变为为用户提供新内容和增值服务的 “服务行业”。目前，中国手机传统的话音服务业务已不能满足市场的潜在需求， 而逐过手机的无线数据蟮程薅露务，实 蛙手祝盼网络互联萌能，一蜀嗣户提供葡通信 信息服务( e m a i l 、股票播报等) 、生活娱乐服务( 游戏、音乐、图象、短片等) 、 定位功能( g p s 定位、交通、地图等) 、移动商务( 移动定购、信用支付等) 等新的 手机应用，才是手机市场选择的技术突破和应用发展方向。 无线数据行业的现状与个人电脑行业2 0 年前的情形非常相似。一直以来无 线应用开发人员面临着众多不同的设备、编程环境和操作系统，它们都有自己独 特的发展过程和风格。大量设备使用的是各自设备制造商自行开发的软件层和界 面。每种应用都必须单独集成到每种不同设备上，这一任务往往需要制造商或开 发商自己的团队花费很长时间来完成。这样手机的应用软件一直与具体的手机 款式及型号相对应，总是与硬件产品一起被淘汰被更新。手机软件通用性差代 码不能重用，导致软件资源极大的浪费，软件一旦植入则无法升级，更是不能适 应扩展应用的要求，无法很好满足用户的需求。 另外，手机发展到今天，手机产品在通用功能方面表现出了非常强的同质化 特征。随着基本通讯功能得以完善，手机品牌要想发展，就必须把握不同的消费 群体个性化的需求。走差异化的道路，手机市场进入了一个“个性化需求驱动” 的时代。技术进步满足着人们的需求，另一方面，技术的进步又不断地释放市场 信息，提供诱因，最终诱发出新的个性需求。 因此，随着手机技术曰新月异的变化和手机应用软件需求的不断扩大，对软 件的开发提出了以下更新更高地要求： 1 提供比以往更为复杂的数据服务( 如多媒体信息、定位功能等) ； 2 软件的可重用性，软件开发的高效性； 1 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 3 软件具有可扩展性，实现软件的可升级： 4 软件具有可裁减性，实现软件的可定制，个性化： 5 软件能轻松移植到众多不同生产厂家、不同类型、不同型号的手机中； 6 软件的易维护。 针对上述状况，市场上出现了无线数据应用通用平台，主要代表有s u n 微 系统公司的j 2 m e 平台和美国高通公司的b r e w 平台。目前s u n 公司推出的专 门针对手机的j 2 m e 系统，由于j a v a 的字节码在手机终端运行的速度比较慢， 且j 2 m e 系统在手机上集成的难度较大。高通公司的b r e w 平台克服了他的这 两个比较明显的缺点。由于b r e w 的编程语言采用的是c + + ，在安装到手机终 端上之前，已经被编译成二进制代码，所以运行速度比较快。另外，由于高通公 司是c d m a 技术的主要所有者，拥有无线通讯领域丰富经验，所以b r e w 和手 机终端的结合几乎没有任何困难。b r e w 的出现使得应用在不同手机之间的移 植变得轻松起来。 旦r 量w 运行环境是一个精巧的敦件接口层它驻茬在无线段蚤中1 芯片系统 软件和应用程序之间，终端用户可以通过无线方式下载应用程序并运行在基于 b r e w 的设备上。b r e w 在闪存和随机存取存储器的利用上非常高效它占 用很少的闪存，并可以在应用程序运行时为其动态分配随机存取存储器。b r e w 为高通的无线互联网发射平台t i m _ _ 的嵌入功能提供了套应用程序接口。无线互 联网发射平台是一组高度集成的芯片组功能、系统软件和能提供高级互联网功能 与多媒体特征的附加程序，大大减少了对大多数附加配件的需要。如果必要，制 造商或其他开发人员可以在任何时候对b r e w 环境进行扩展，提供无线应用可 以利用的刚加性能。这使得精巧、强大的应用可以利用本地运行和存储提供一 个比基于浏览器的架构性能和功能更为强大的客户一一服务器解决方案。 另外，手机作为种嵌入式设备，不具备像硬盘那样拥有大容量的存储介质， 而大多使用e p r o m 、e e p r o m 或闪存( f l a s h m e m o r y ) l 乍为存储介质，市场也要 求手机的小巧轻便和低功耗，因此对手机的芯片处理速度和存储空间有严格的限 制。手机的硬件资源环境一般要比p d a 更为苛刻要在如此紧张的资源下完成 复杂的功能，就要求嵌入式系统软件必须尽量的小巧、稳定和高效。因此我们有 必要对基于b r e w 平台的无线应用开发中的若干难题进行研究，以促使b r e w 应用开发的效率和质量进一步得到提高。 1 。2b r e w 应用及国内外发展现状 b r e w 秉持鲜明的理念：连接移动市场价值链，包括应用程序开发者、发 行商、内容提供商、设备制造商、运营商和用户，以及专门针对全球无线数据市 2 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 场提供的全套产品和服务。通过b r e w ，高通公司将价值链中的所有环节连接 在一起，并为其中各方提供产品和服务： 对于运营商，b r e w 提供了虚拟市场，供其选择应用程序，并与开发者进 行价格协商。b r e w 发布系统( b d s ) n 将应用程序安全地无线发布到用户设备上， 并协调计费与支付、结算系统集成服务、服务监控与支持、设备规格咨询服务、 自定义解决方案以及数据服务策略与实施。 1 ) 对于运营商，b r e w 提供了虚拟市场，供其选择应用程序，并与开发者 进行价格协商。b r e w 发布系统( b d s ) 可将应用程序安全地无线发布到用户设备 上，并协调计费与支付、结算系统集成服务、服务监控与支持、设备规格咨询服 务、自定义解决方案以及数据服务策略与实施。 2 ) 对于发行商、开发者和内容提供商，b r e w 提供了综合的业务开发和技 术支持，包括b r e ws d k ( 软件开发包) 和开发工具，以及应用程序测试支持、 应用程序发布管理和实时应用程序销售报告。b r e w 甚至向全球的无线运营商 提供统付款。b r e w 还通过b r e w 全球发行商( b g p ) 计划为应用程序在世界 吾地区间前迸出西提供帮勘： 3 ) 对于设备制造商，b r e w 提供了b r e w 客户端软件、移植工具、测试 工具、技术支持、业务开发支持( o e m 关系) 以及设备规格和产品路标功能的相 关咨询服务，并且b r e w 还可使制造商将产品快速推向市场，以及灵活方便地 自定义其设备：运营商可在b r e w 上层编写用户界面，从而无线更新其界面。 4 ) 对于用尸而言，b r e w 是不可见的，它提供了快捷直观的美妙购物体验， 访问b r e w 在线商店十分方便。在b r e w m o b i l es h o p ( 移动商店) 中，用户可以 将明码标价的应用程序直接下载到自己的手持设备上。 b r e w 要求所有的b r e w 应用都要通过测试，最早要求必须通过t r u e b r e wt e s t ( t b 丁) ，后来由于测试太烦琐，就交由各个运营商来做。在中国，现 在联通公司的测试叫做u n i o nb r e wt e s t ( u b t ) 。通过测试的应用程序，将不会 对终端用户造成伤害，并保证实现应用的设计功能。 根据高通公司官方数据? 截至2 0 0 5 年7 月为止，已经有2 0 多个国家4 j 冢 运营商提供b r e w 服务，3 4 家商业b r e w 设备制造商、发行商或者开发者赢得 35 0 亿美元以上利润。 在中国，b r e w 平台由中国联通公司在2 0 0 3 年7 月推出，到2 0 0 4 年底， b r e w 共有3 0 0 万以上浏览用户，激活终端为2 4 0 万个，下载用户为】7 0 万户， 共有1 0 0 余款终端支持b r e w 应用。以中国联通公司为主导的移动增值业务价 值链正处于良性运作之中，运营商、发行商、开发商和设备制造商基于b r e w 无线应用与服务的收入出现了持续增长。随着b r e w 的应用在全球范围内的迅 3 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 速扩大，支持该项技术的终端厂商将不断涌入，基于b r e w 的无线数据业务将 会在中国联通公司乃至中国移动通信市场上占据主流位置。 1 3 论文的主要内容 本论文的内容安排如下： 一 第一章绪论：介绍了b r e w 产生的背景、b r e w 在国内外的的应用及其 发展现状，然后概括说明了本论文的主要内容。 第二章b r e w 平台概述：主要介绍了b r e w 平台的技术特点和体系结构， 以及b r e w 丰富多彩的应用。 第三章b r e w 平台基本技术剖析：对b r e w 的s d k 和平台架构做了剖析， 并简要介绍了开发b r e w 应用的一些基本概念和方法。 第四章b r e w 游戏开发中的图形图像处理技术：简单介绍了b r e w 的图 形用户接口，并详细讨论了b r e w 应用开发中的图像处理技术。 第五章b r e w 游戏开发中的内存管理技术：介绍了b r e w 的内存结构和 内存管理机制，并详细讨论了如何合理利用内存。 第六章b r e w 网络应用：对b r e w 的网络编程知识作了些介绍，并以 浏览器的开发为例进行说明。 第七章b r e w 性能优化：介绍了如何分祈了解b r e w 手持设备的性能， 以及b r e w 程序优化的些方法。 第八章结束语。 4 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 2 1b r e w 简介 第二章b r e w 平台概述 b r e w 是b i n a r yr u m i m ee n v i r o n m e n tf o rw i r e l e s s ( 无线二进制运行环境) 的 缩写，是美国高通( q u a l c o m m ) 公司为无线数据应用程序开发和执行提供的通 用接口平台。借助于b r e w 技术，用户可以随时随地下载自己喜爱的应用，定 制自己手机的功能，使之更具个性化。b r e w 一经推出，便受到了全球许多运 营商的欢迎和认可，特别是b r e w 提供的差异化优势，更为市场中勇于创新的 运营商青睐有加。 b r e w 提供一个高效、低成本、可扩展和熟悉的应用程序执行环境( a e e ) ， 着重开发可无缝植入任何实际手持设备的应用程序。与建立在对内存空间、处理 器遭瘦和裙关硬件青较亩要求盼操作系统之上酌高端产品不同，毪w 在现；争 的设备类型上运行。传统上，人们热衷于能否利用高速a s l c ( 特定用途集成电路) 技术实现新的应用功能，甚至在低端设备上，要使用更多的功能则需要无缝集成。 现在b r e w 提供的功能环境就好像p c 机上的操作系统一样，可以通过服务提 供商下载指定类型的应用程序或游戏来使用。同时，通过b r e w 接口功能，供 应商可以提供成套的完整的资讯、商务、娱乐功能。在将来的版本中，b r e w 内 核类将能提供诸如蓝牙技术、全球定位系统( g p s ) 和基于数据业务的电话等服务。 b r e w 提供了一套应用程序接口( a p i ) ，制造商和开发人员可以随时对运行 环境进行扩展，提供应用程序需要的各种附加性能模块，如”无线互联网发射平 台”中包含的多媒体、多种连接方式、位置服务、用户界面、网络等功能套件。 开发b r e w 应用程序的b r e ws d k 提供多种语言版本，包括英文、中文、 目又等多个版本。 2 2b r e w 技术特点 b r e w 解决方案基于无线设备上驻留的开放、标准应用程序执行平台。具 有以下特点： 1 ) 瘦薄：b r e w 比其它应用程序平台或成熟的操作系统小许多倍，高通公 司从无线行业的需求和芯片出发设计了b r e w 平台。 2 ) 快速：b r e w 平台位于芯片系统软件之上，启用了快速c c + + 本地应用 程序，以及浏览器与基与j a v a 技术和扩展的虚拟机( 例如游戏引擎和音乐援放器) 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 的简易集成。 3 ) 开放：除本地c c + + 以外，b r j ! w 还支持其它多种语言，包括j a v a 、可 扩展标识语言( x m l ) 、f l a s h 等执行环境。而且，由于它可以驻留在采用p a l m 等 任何移动操作系统的智能手机上，因而可使用b r e w 发布系统( b d s ) 无线下载为 这些操作系统编写的应用程序，并象b r e w 应用程序一样使之商品化。 4 ) 可扩展：第三方可以为b r e w 平台编写扩展，从而向应用程序提供附 加功能。高通公司通过发布扩展并将其提供给开发团体使用，确保b r e w 保持 开放性。 5 ) 成本效益高：降低开发成本，并缩短设备制造商的产品面市时间。设备 制造商可以在开发应用程序和为不同型号产品配备应用程序方面花费很少时间， 而将更多的时间投入产品设计。 6 ) 安全：b r e w 对基本的电话和无线网络运行提供保护。 b r e w 提供了一套完整的对象技术，使开发者可以非常方便开发基于图形 的应甩搬务： 。 1 ) 应用程序服务，支持简单的、基于事件的a e e ( a p p l i c a t i o ne x e c u t i o n e n v i r o m e n t ) 应用程序执行环境。 2 ) 内核服务支持，对文件、网络服务、内存和屏幕的访问。 3 ) 增强型服务，例如增强图象性能( 互动的游戏) 、声音播放器( 优质的音 乐) 、全球定位系统( g p s ) 丰n 语音服务。 4 ) 综合服务，使应用程序开发者可以利用诸如测览器、o u t l o o k 所支持的 服务。 从运行环境和效率上看，b r e w 提供以下支持： 1 ) b r e w 可以有效地利用随机存储器( r a m ) 和只读存储器( r o m ) ，可以在 需要时加载或卸载使用的对象或内存。 2 ) b r e w 应用程序环境支持人们熟悉的m i c r o s o f tw i n d o w s 类似的事件驱 动结构。 3 ) 所有文本按u n i c o d e 处理，并以所选语言可支持的最有效的方式储存， 支持原始设备制造商的本地文本格式。 4 ) 业务模块可以在对象代码级集成，便于设备开发商和第三方生产商为 b r e w 平台添加应用模块。 5 ) b r e w 提供了内核类，可与设备平台进行对接。 6 ) b r e w 平台所承诺的无限简化产品与服务的开发和制造，其核心就是 b r e w 移植包。它缩短了将b r e w 平台集成到新研制设备中的过程。 2 3b r e w 体系结构 6 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 2 3 1 三位一体的b r e w b r e w 提供： 1 ) 一个开发无线应用程序的编程，以b r e w a p i 和b r e ws d k 的方式提 供： 2 ) 一个运行环境，或称为b r e w 应用执行环境，即b r e w a e e ，这是保 证开发的应用可以在多种设备中以一致方式来运行； 3 ) 一个分发环境，或称为b r e w 分发系统，即b r e wb d s ，为运营商向 消费者分发销售b r e w 应用提供了捷径。消费者可以用无线的方式下载b r e w 应用到他们的手机或其他无线设备中。b r e wb d s 提供了一个无线应用提交和 定价谈判的虚拟市场机制。 2 3 2b r e w 编程环境 b r e w 的a p i ( 应用程序接口) 和s d k ( 软件开发工具包) 极大地简化了用c 、 c + + f d 其他语言开发无线应用。b r e w 的a p i 以一组接口类的方式组织起来，每 个类趸交褥供莱一特定服务莳组函数，有鉴服务，如事俘通知、桑草和对话等 图形用户界面和互联网连接是现代编程环境中标准配置。有些接口类则显示了无 线环境中的一些特性，如地址薄，振铃库和定位信息等。所以b r e wa p i 无线 开发无需了解设备的内部机理也能从事无线开发。 如果熟悉事件驱动图形界面环境的开发者将会发现b r e wa p i 好学易用。 事件处理、菜单、对话、资源、编辑、基于文件的长期储存和记录导向型的数据 库是b r e w 中标准的概念。而且，基于w i n d o w s 的模拟环境使熟悉w i n d o w s 应用编程的程序员可以特别轻松地应用v i s u a lc + + 去开发b r e w 应用。 由于b r e wa p i 可适用于多种设备，利用b r e wa p i 编写的程序可以轻松 地从一个无线设备移植到其它无线设备中。所以开发商编程一次，就可运行在多 种设备中。虽然不同设备由于显示尺寸不同可能要对程序进行微调，但这种细微 的调整可以在b r e w e m u l a t o r 中轻易地调测出来。b r e w a p i 可以支持扩展名 设备厂商、运营商和开发商可以编写插件类来拓展b r e w 的功能。 2 3 3b r e w 运行环境 b r e w 的应用执行环境( a e e ) 是一个精巧的软件接口层。设备厂商将它集成 在各自的软件中，以支持b r e w a p l 的运行环境。在一个新终端设备中提供a e e 要求设备厂商只要提供移植a e e 即可。此外，b r e w e m u l a t o r 中提供了一个a e e 的w i n d o w s 端口，可以运行针对w i r l d o w s 的小程序。由于a e e 占用的随机存储 器和闪存及小，b r e w 不但可以使高档机型锦上添花，而且在低端主流机型中 也能大显身手。 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 除了向应用程序提供b r e wa p i 服务，a e e 同时管理着应用程序的执行 及时响应用户和一些紧急事件，如来电和短信呼入时，一个正在运行的b r e w 应用应当可以自动立即暂停，并在通话或短信处理之后自动恢复运行工作。 2 3 4b r e w 分发环境 b d s 是一项具有突破性的技术，它使得终端用户可以利用手机或其他无线 设备以无线的方式下载应用。无线应用开发商可以根据用户购买应用的数量得到 相应的回报。 通过允许运营商自主控制和管理应用程序发布、定价以及他们为用户提供的 服务，b d s 使运营商可以轻松地将从开发者手中获得的应用程序投放到市场， 并协调结算和支付。运营商可以根据需要调整b d s ，包括管理他们自己的应用 程序发布及定价、选择第三方管理应用程序，或选择高通公司通过运营商和开发 者外联网管理应用程序发布及运营商与开发者条款。 为了确保b r e w 庳用塞全下载! 虽筵w 乎鱼要塞在其上的觑程序必须经 过测试和验证。一个名为t r u eb r e w 的独立测试流程可以确保开发商提供的应 用程序安全稳定地运行在终端上，而且同、b r e w 平台兼容。b r e w 终端只能运 行经过开发商、运营商和高通已经数字签名的应用。 2 3 5b r e w 和硬件 b r e wa e e 可以移植到使用q u a l c o m mm s m 31 0 0 到m s m 6 0 5 0 和往上系 列c d m a 芯片的无线终端。b r e w 以后还可以支持其它制式终端的a e e 。下面 介绍一些目前q u a l c o m mc d m a 芯片支持的些高级功能，以及b r e w 是如 何利用这些功能的： a r m 内核：b r e w 利用a r m 内核支持一系列操作系统和电话服务。支持 b r e w 运行的终端都采用基于嵌入式r i s c 微处理器的a r m 体系结构。 p u r e v o i c e ：b r e w 可以通过终端中的音响系统播放q u a l c o m m p u r e v o i c e 格式优化的高级音乐文件。 c m x ：b r e w 可以利用a s i c 支持c m x ，在终端的音响系统中播放m i d i 文件。 蓝牙：一种短程无线电技术，支持数字设备短程无线互联。未来版本的b r e w 将支持蓝牙连接。 语音识别：未来版本的b r e w 将调用芯片组中的语音识别服务，支持相应 的应用。 2 4b r e w 平台支持c c + + 应用和j a v a 应用 8 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 b r e w 执行平台基于普及型编程语言c c + ，同时也支持j a v a 。通常j a v a 应用需要j a v a 虚拟机( j v m ) 的支持，后者专为每种设备而设计，用以实现芯片组 级的功能。例如，电话上运行的任何应用都需要使用基本的通话功能，比如s m s 消息的接收或者使用电话内置的g p s 功能。由于使用这些功能随电话的变化而 有所不同，因此每种型号的电话几乎都需要特定的j v m 。 每家网络运营商可以为j a v a 的实施定义自己的规范( 在m i d p 规范之上) 。 因此，每家制造商都必须定制a p l ，以便从m i d p i 0 获得更佳的性能。结果就是 每一款手机都需要从每家制造商那里获得不同的j v m 以及m i d p 解释。 i b m 编写出一种单独的j v m ，以此作为b r e w 的扩展。j a v a 开发人员可以 充分利用这种j v m 一次性编写j a v a 应用，并在所有支持b r e w 的设备上运行 它们，而无需考虑制造商是谁。除此之外，b r e w 使得j a v a 应用在手机上的安 装变得更加简单轻松，并且能够通过无线方式实现j v m 的升级和招回。借助 b r e w ，j a v a 应用可以在更多电话上更加轻松地运行。 从本质上讲，b r e w 可以作为“最低标准”铺平j a v a 应用发展的道路，并 使得数百万c ，c h 和j a v a 程序员能够为移动设备开发各种软件。 2 5 丰富多彩的b r e w 应用 有了b r e w ，最终用户就可根据需要自定义他们手持设备所需的应用程序。 b r e w 用户只需按下几个按钮，即可从众多的应用程序中进行选择： 通信：即时消息、电子邮件、照片分享、贺卡和其它互动消息传输： 定位：地图、导航、交通、城市指南和其它特定的定位内容服务； 效率工具：与办公应用程序同步的移动地址联系人和提高个人效率的实用 工具； 游戏：包括多人之间的网络互动游戏； 移动商务：各种金融交易如产品购货、股票交易等； 娱乐：铃声、音乐、视频、漫画、屏幕保护程序、墙纸、幽默笑话、甚至追 踪某一事件； 信息：航班信息、新闻、天气、运动和其它杂志内容； 扩展：提供给b r e w 平台的强大的第三方技术扩展，发行者和开发者可阻 在他们的应用程序( 如j a v a 虚拟机和视频播放器) 中利用这些扩展。 9 硕士学位论文：基于b r e w 平台的嵌入式应用的研究和实现 第三章b r e w 平台基本技术剖析 3 1b r e w s d k 的组成 b r e ws d k 由整套工具和服务组成，提供了基于b r e w 的应用开发环境、 运行环境、开发工具、调试工具、测试工具，使应用程序开发者能够为各种手持 设备快速有效经济地开发和配置新的应用程序。 1 ) b r e wa e e b r e wa e e 是一个可充分扩展的面向对象的应用程序开发和执行环境。该 环境提供了一个使用c 或c h 开发小程序和共享模块的平台，是一个人们熟悉 的能增强可用性的事件驱动结构，类似于m i c r o s o f tw i n d o w sm a c i n t o s h 或 x = w i 。q d o v c s 。它是引氇骅应用再发韵核心a 2 ) e m u l a t o r e m u l a t o r 是加载并测试小程序的前端图形用户界面( o u i ) 。e m u l a t o r 可以在 b r e w 应用程序下载到手机中运行前先进行模拟运