第1章android体系结构及开发环境.ppt

教材 胡文 宁世勇 Android嵌入式系统程序开发 基于Cortex A8 主要参考书 1 李善平等 Linux与嵌入式系统 M 北京 清华大学出版社 2008 2 马忠梅 徐英慧 ARM嵌入式处理器结构与应用基础 M 北京 北京航空航天大学出版社 2007 参考资料 第1章Android体系结构及开发环境 什么是嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心 以计算机技术为基础 且软硬件可裁剪 适应应用系统对功能 可靠性 成本 体积 功耗有严格要求的专用计算机系统 一般由以下几部分组成 嵌入式微处理器外围硬件设备嵌入式操作系统特定的应用程序 嵌入式系统基本概念 嵌入式系统的特点应用的特定性和广泛性技术 知识 资金的密集型高效性较长的生命周期高可靠性软硬一体 软件为主 嵌入式系统基本概念 嵌入式系统的应用领域 嵌入式系统基本概念 嵌入式系统的应用领域 嵌入式系统基本概念 嵌入式系统的产品网络设备 交换机 路由器 消费电子 手机 MP4 电视机顶盒 数字电视 数码照相机 办公设备 打印机 传真机 扫描仪 汽车电子 ABS 防死锁刹车系统 车载GPS工业控制 各种自动控制设备 嵌入式系统基本概念 嵌入式系统的应用领域 嵌入式系统基本概念 几种主流的嵌入式操作系统VxworksWindowsEmbeddedPalmOS嵌入式Linux 层次结构及内核完全开放 强大的网络支持功能 具备一整套工具链 广泛的硬件支持特性 嵌入式系统基本概念 嵌入式系统的开发流程 嵌入式系统基本概念 ARM的产品 嵌入式系统基本概念 ARM的产品ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用Cortex命名 并分成A R和M三类 为各种不同的市场提供服务 由于应用领域不同 基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同 基于v7A的称为Cortex A系列 基于v7R的称为Cortex R系列 基于v7M的称为Cortex M系列 嵌入式系统基本概念 ARM的产品ARMCortex A系列应用型处理器可向托管丰富OS平台和用户应用程序的设备提供全方位的解决方案 从超低成本手机 智能手机 移动计算平台 数字电视和机顶盒到企业网络 打印机和服务器解决方案 Cortex A系列专用于具有复杂软件操作系统 需使用虚拟内存管理 的面向用户的应用 嵌入式系统基本概念 ARM的产品ARMCortex R实时处理器为要求可靠性 高可用性 容错功能 可维护性和实时响应的嵌入式系统提供高性能计算解决方案 ARMCortex M处理器系列是一系列可向上兼容的高能效 易于使用的处理器 Cortex M系列针对成本和功耗敏感的MCU和终端应用 如智能测量 人机接口设备 汽车和工业控制系统 大型家用电器 消费性产品和医疗器械 的混合信号设备进行过优化 嵌入式系统基本概念 1 1Android体系结构介绍 1 1纵览智能设备系统 昨日皇者 Symbian 塞班 对硬件的水平低 操作简单 省电 软件资源多是Symbian系统手机的重要特点 高贵华丽 iOSiOS作为苹果移动设备iPhone和iPad的操作系统 在AppStore的推动之下 成为了世界上引领潮流的操作系统之一 WindowsPhone昔日诺基亚高端商务 BlackberryOS 黑莓 Blackberry是加拿大ResearchInMotion 简称RIM 公司推出的一种无线手持邮件解决终端设备的操作系统 由RIM自主开发 Android2007年 Google公司推出了一款无与伦比的移动智能设备系统 Android 这是一种建立在Linux基础之上的为手机 平板等移动设备提供的软件解决方案 1 1分析Android成功的秘诀 强有力的业界支持Android系统基于Linux内核 是一款开源的手机操作系统 正是因为如此 在Android刚刚崭露头角 各大手机厂商和电信部门纷纷加入到了Android联盟当中 研发阵容强大包括摩托罗拉 Google HTC 宏达电子 PHILIPS T Mobile 高通 魅族 三星 LG以及中国移动在内的34家企业 为开发人员 精心定制 1 保证开发人员可以迅速转型为Android应用开发 2 定期召开奖金丰厚的Android大赛 3 开发人员可以利用自己的作品赚钱 开源开源意味着对开发人员和手机厂商来说是完全无偿免费使用的 所以吸引了全世界各地无数程序员的热情 于是很多手机厂商都纷纷采用Android作为自己产品的系统 这当然也包括包括很多山寨厂商 因为免费 所以降低了成本 提高了利润 1 1智能设备凶猛来袭 常见的Android智能设备 1 智能电视 2 机顶盒 3 游戏机 4 智能手表 5 智能家居新兴热点 可穿戴设备可穿戴设备的发展前景分析 1 智能手机推动力 2 跨国公司推动力 3 用户推动力Android对穿戴设备的支持 AndroidWear北京时间2014年3月19日早间消息 谷歌在官方博客中公布了可穿戴设备操作系统AndroidWear的细节 1 1Android体系结构介绍 1 1Android体系结构介绍 1 1Android体系结构介绍 1 1Android体系结构介绍 1 1Android体系结构介绍 应用程序 Application 应用程序框架 ApplicationFramework 函数库 Libraries 和Android运行时 AndroidRuntime Linux内核 LinuxKernel 1 1Android体系结构介绍 应用程序 Application Android应用程序是基于Java语言编写的 为使用者提供操作接口 使用者直接操作应用程序 实现一定的功能 Android系统提供了计算器 联系人 Contacts 电话 Phone 浏览器 Browser E mail客户端 SMS短消息程序 日历 地图等内核应用程序 1 1Android体系结构介绍 应用程序 Application 开发者还可以使用Android提供的组件编写满足特定功能的应用程序 由用户开发的Android应用程序和Android内核应用程序是统一层次的 它们都是基于Android系统的API构建的 API ApplicationProgrammingInterface 应用程序编程接口 是一些预先定义的函数 1 1Android体系结构介绍 应用程序框架 ApplicationFramework 开发人员可以访问内核应用程序所使用的API框架 应用程序体系结构设计简化了组件的重用 任何一个应用程序都可以发布其功能块 并且任何其他的应用程序都可以使用应用程序体系结构所发布的功能块 不过要遵循框架的安全性限制 同样 应用程序重组机制也使使用者可以方便地替换程序组件 1 1Android体系结构介绍 应用程序框架 ApplicationFramework 隐藏在每个应用后面的是一系列的系统的服务 这些系统服务包括 丰富且扩展的视图 ViewSystem 可以用来构建应用程序 这些视图包括列表 List 网格 Grid 文本块 TextBox 按钮 Button 甚至可嵌入Web浏览器 1 1Android体系结构介绍 应用程序框架 ApplicationFramework 内容提供器 ContentProvider 使应用程序可以访问另一个应用程序的数据 如联系人数据库 或者共享它们自己的数据 资源管理器 ResourceManager 提供非程序代码资源的访问 如本地字符串 图形和布局文件 LayoutFile 1 1Android体系结构介绍 应用程序框架 ApplicationFramework 通知管理器 NotificationManager 使得应用程序可以在状态列中显示自定义的提示信息 活动管理器 ActivityManager 用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能 窗口管理器 WindowManager 管理所有窗口程序 1 1Android体系结构介绍 应用程序框架 ApplicationFramework 包管理器 PackageManager 管理Android系统内的程序通信管理器 TelephonyManager 管理Android系统的通信功能 定位管理器 LocationManager 提供Android系统的定位等相关服务 1 1Android体系结构介绍 函数库 Libraries Android包括含一些C C 函数库 这些函数库能被Android系统中不同的组件使用 它们通过Android应用程序框架为开发者提供服务 这些内核函数库包括 Libc 标准C系统函数库 它是专门为基于EmbeddedLinux的设备定制的 1 1Android体系结构介绍 函数库 Libraries MediaFramework 基于PacketVideoOpenCORE 该函数库支持多种常用的音效 视频格式回放和录制 同时支持静态影像文件 编码格式包括MPEG4 H 264 MP3 AAC AMR JPG以及PNG SurfaceManager 显示子系统的管理 并且为多个应用程序提供了2D和3D图层的无缝融合 1 1Android体系结构介绍 函数库 Libraries Webkit 提供Web浏览引擎的支持 SGL 底层的2D图形引擎 OpenGLES 基于OpenGLES1 0APIs实现 该函数库可以使用硬件3D加速 如果可用 或者使用高度优化的3D软加速FreeType 位图 bitmap 和向量 vector 字体显示 1 1Android体系结构介绍 函数库 Libraries SQLite 一个对于所有应用程序可用 功能强大的轻量级关系型数据库引擎 SSL 安全套接层 SecureSocketsLayer 是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议 1 1Android体系结构介绍 Linux内核Android的内核系统服务如安全管理 内存管理 进程管理 网络通信和驱动模型依赖于Linux内核 Linux内核也同时作为硬件和软件堆栈之间的抽象层 Android对Linux内核的修改 这里讲两个 Binder IPC Driver 提供高效率的进程间通信 Inter ProcessCommunication 1 1Android体系结构介绍 Linux内核Binder IPC Driver 提供高效率的进程间通信 Inter ProcessCommunication Android上层的应用程序经常要取用Android系统中的服务 Android几乎重新制作了一套自己的IPC 称一般IPC会造成额外资源花费和安全问题 1 1Android体系结构介绍 Linux内核PowerMangerment 与台式计算机或笔记本电脑不同 手持设备的电源一向相当有限 必须想尽一切办法省电 而又不能影响顺畅的使用体验 Android在此采取了颇为积极的做法 如果不使用 就关掉 如播放MP3 如果与此同时没有执行其他程序 那么LCD显示器就可能被关闭 以便省电 安装JDK环境变量的设置 配置三个系统变量CLASSPATHJAVA HOMEPath 1 2搭建Windows下开发环境 安装JDK环境变量的设置 配置三个系统变量CLASSPATH java加载类的路径 设为 JAVA HOME lib JAVA HOME lib tools jar JAVA HOME JAVA HOME指明JDK的安装路径Path 使得系统可以在任何路径下识别java命令 设为 JAVA HOME bin JAVA HOME jre bin 1 2搭建Windows下开发环境 安装JDK 1 2搭建Windows下开发环境 安装JDK环境变量的设置测试安装是否成功 在命令提示符中输入下列命令 开始 运行 cmd java versionjavajavac 1 2搭建Windows下开发环境 安装JDK 1 2搭建Windows下开发环境 安装JDK 1 2搭建Windows下开发环境 安装JDK 1 2搭建Windows下开发环境 安装JDK 1 2搭建Windows下开发环境 安装Eclipse创建Android虚拟设备 AVD EclipseWindowAndroidVirtualDevices 1 2搭建Windows下开发环境 创建Android虚拟设备 AVD 1 2搭建Windows下开发环境 创建Android虚拟设备 AVD 1 2搭建Windows下开发环境 创建Android虚拟设备 AVD 其中 HVGA为屏幕的分辨率VGA VideoGraphicsArray 即 显示绘图矩阵 相当于640 480像素 HVGA Half sizeVGA 即 VGA的一半 分辨率为480 320 QVGA QuarterVGA 即 VGA的四分之一 分辨率为320 240 一般用于小屏 1 2搭建Windows下开发环境 创建Android虚拟设备 AVD WQVGA WideQuarterVGA 即 扩大的QVGA 分辨率比QVGA高 比VGA低 一般是 400 240 480 272 WVGA WideVideoGraphicsArray 即 扩大的VGA 分辨率为800 480像素 像三星i9000就是使用这分