中国无线移动终端的现状发展及其标准化

1、.PAGE ：.；中国无线挪动终端的现状开展及其规范化前言年全球手机销售量约亿部，估计年将到达亿部，目前全球G也在回暖，中国G启动在即，中国国内早在年挪动用户数曾经超越固定用户数，挪动通讯无疑曾经成为通讯行业的最大亮点。无线挪动终端作为挪动通讯系统的重要组成部分，由于其多方面的特性，如直接面向消费者，个性化的需求，垂直封锁的消费方式等，导致其成为消费者和消费者共同的焦点，此外，终端产品相比G系统设备相对落后，在正值G开展的今天，它曾经成为G开展的一大妨碍。因此，无线挪动终端开展的好坏对于挪动通讯的开展举足轻重。无线挪动终端在其开展过程中阅历着宏大的变革。传统手机主要作为语音通讯工具，功能比较单

2、一，硬件构造相对简单，其硬件和软件之间存在着很强的相关性和依赖性。挪动通讯高速开展到今天，手机已成为基于语音、数据、图像等多种运用和业务的承载平台，因此对其硬件性能要求不断提高，此外市场上新产品的生命周期越来越短，产品更新速度与日俱增，这些都导致终端消费产业链社会分工的日益细化，因此类似功能的技术和产品也越来越多。技术和产品的规范化将简化手机集成的技术难度，芯片、协议栈、操作系统等中心技术将能够作为规范的软硬件模块简单移植集成到各种终端产品中，而这些中心技术产品目前种类较多，竞争也比较猛烈，规模效应势必导致本钱降低。国内厂商经过近几年的积累也在这些技术上有了一定成果，经过国内宏大的市场潜力，按

3、照规范与技术和市场之间的关系，以规范带动新技术的运用，进而推进国产技术和产品的开展。无线挪动终端的规范化研讨旨在经过对无线挪动终端相关技术和市场情况的深化研讨，寻求无线挪动终端安康有序开展的方向，为中国乃至全球G及后G的开展提供一点思绪。本报告中所涉及技术是当前无线挪动终端的重点和热点技术，报告根据终端逻辑构造分为总体构架、支撑平台技术和业务与运用三大部分，每部分涉及个主要技术点，报告经过对这些技术的实现原理、市场、运营方式、开展趋势、国内外规范化等情况进展详细的分析，并提出未来一段时间内无线挪动终端规范化任务的一些建议。无线挪动终端的总体构架无线挪动终端的总体构造随着ASIC芯片、嵌入式操作

4、系统等技术的提高，随着挪动通讯系统的演进，随着用户对挪动通讯需求的不断添加等等要素而不断更新演进，正是由于挪动通讯规范的多样性，挪动终端消费研发的长期封锁性，致使现有挪动终端各式各样，但纵观各种终端产品，无线挪动终端的根本构造包括ASIC芯片、嵌入式操作系统和挪动通讯协议栈等根本部分。而多模终端以及分布式语音等技术也将导致终端构造的变革。挪动终端构造概述传统手机主要作为语音通讯工具，功能比较单一，硬件构造相对简单，且其硬件和软件之间存在着很强的相关性和依赖性。挪动通讯高速开展到今天，手机已成为各种运用和业务的承载平台，因此对其硬件性能要求不断增高，此外市场对新产品的需求越来越快，产品更新速度与

5、日俱增，这些都导致终端消费产业链分工的日益细化，因此类似功能的技术和产品也越来越多。此外，手机运用的芯片等硬件不断趋于模块化和同一化，功能模块的替代也更方便，手机也有了独立的可移植的操作系统，目前基于Symbian、SmartPhone和Palm等操作系统的智能手机正迅速扩展市场。由于通讯产业规范化的推进，手机这一群众消费品从硬件到软件都必然走向规范化和模块消费化，使得硬件和软件环境都更为开放。到目前为止，大致可将挪动终端分为三类：是以语音为主的手机也即低端市场，芯片组都是围绕一个单一的基带处置器搭建的，该处置器执行通讯、人机界面和其它简单运用义务，且集成度会进一步提高，作为完成简单的话音、短

6、音讯通讯和人机界面的单芯片手机方案也已有多个厂商提供。另一个是增值效力手机，也叫多功能手机Feature Phone，是目前需求量最大的手机。这些系统是围绕一个功能强大的基带处置器芯片搭建起来的，这个基带处置器芯片有一个与之配套的运用协处置器。基带处置器芯片承当MMS和相关较复杂运用，协处置器那么执行视频处置等需求大量运算的功能。未来的开展趋势是，当协处置器支持的功能变得普及，这个协处置器将会成为规范配置集成到一切基带处置器芯片中。这类手机没有高度复杂的操作系统，普通采用实时嵌入式操作系统，如Nucleus、OSE等。目前这类手机的功能差别很大，实现方案也很不一样。可将前两类归结为普通终端，对

7、应于以下引见的智能终端。第三类是智能手机，即高端手机，曾被定义为“拥有操作系统并支持第三方运用的手机。这类手机中运用途置器成为系统的主机，而GSM/GPRS等通讯MODEM那么成为实现无线衔接功能的外设之一，此外还有其它通讯外设比如WLAN，蓝牙，USB等。智能手机通常要采用复杂的嵌入式操作系统如Pocket PC、Smartphone、Symbian以及Linux等，这是“挪动办公的典型理想工具。并且，智能手机多备有较大显示屏-.英寸，具有文字处置方面的功能。挪动终端硬件构造普通终端构造单处置器双内核架构普通终端的业务主要为话音，其硬件构造主要由射频模块RF和基带处置模块两部分组成，其中基带

8、部分又分为模拟基带ABB和数字基带DBB两部分。 射频模块RF主要担任射频信号的滤波、放大、调制解调等功能。这种终端的硬件构造框图如下图。ABB部分主要完成诸如模拟话音数字化、数字话音模拟化，以及将数字控制信号转变为模拟控制信号如功率放大器的控制电压构成等等任务。DBB部分包括数字信号处置器DSP、微控制器MCU、存储器MEM和硬件逻辑Logic等。其中MCU普通采用ARM处置器，担任完成运用层如人机界面MMI、网络层和数据链路层的处置，控制挪动终端的外围电路键盘、显示屏等衔接，以及整个通讯协议栈的实现，倾向于系统控制；DSP数据运算功能强大，主要用于完成物理层、数据链路层的处置，担任话音信号

9、的处置编/解码，倾向于数字基带信号的处置；MEM包括ROM和RAM，存储器的大小对终端性能影响很大；Logic部分主要指外围的一些电路，包括键盘控制电路、显示电路、各种外部接口电路等等。这种基带芯片上集成ARM+DSP的构造最早是由TI提出的，称为双内核构造，可以防止传统的单内核设计功耗太大的缺陷，对于一些运算量大的实时处置，例如图象、视频、音频数据，可以采用DSP进展，实现低功耗；对于通讯、外设控制等功能，那么运用MCU实现，从而在功耗和运用的复杂度之间建立了良好的平衡，整体的构架可以保证低功耗。图 SEQ 图 * ARABIC s 普通终端硬件构造数字基带双内核架构图给出的是目前运用最普遍

10、的GSM手机的硬件构造图，从图上可看出最根本的三个模块：模拟基带芯片、数字基带芯片、射频模块。而基带芯片在整个框架中占据主体位置。其中数字基带芯片为双内核构造，芯片上除了MCU和DSP，还包括外围接口，用以衔接外部设备，如语音设备、电池SIM卡、存储器、显示器、键盘等等。图 STYLEREF s GSM手机构造框图图中存储器用来存储程序代码如通讯协议栈、根本人机界面和数据如个人信息和程序变量。不同的存储器有不同的用途：EEPROM：主要存储用户数据和射频参数。如手机识别码、言语选择、键盘锁、双音多频的开关和射频的校准参数等。FLASH ROM：用来长久保管信息，通常存储通讯协议栈软件和运用层的

11、程序。SRAM：用作操作系统或其他正在运转的程序的暂时存储介质可称作系统内存。智能终端构造双处置器架构从最初的第一代模拟手机到第二代的GSM数字手机，再到目前的GPRS和CDMA手机，整个过程仅仅用了年的时间。近两年来，单纯具有通话功能的手机已逐渐退出主流市场，取而代之的那么是具有彩屏、MP、摄像头、多媒体短信等功能的智能手机。实现这些功能，不仅需求嵌入式操作系统和丰富软件的支持，而且需求强大的处置器和特殊的硬件系统构造的支撑。整个手机的硬件组成部分中，已往基带部分的重要位置被运用途置器模块所替代，并趋于采用双CPU的架构。这种架构中双CPU构成挪动智能终端中的两个子系统：通讯子系统和运用子系

12、统，如下图。其中通讯子系统顺应不同技术的无线接口协议规范，选择适当的挪动通讯网络，建立和维持网络衔接，实现话音和数据通讯；运用子系统担任管理存储器、外围设备、外部接口等系统资源，运转运用程序，提供用户界面，此外还包括终端的电源管理。运用子系统经过某种通讯机制目前多为AT指令与通讯子系统进展交互。图 SEQ 图 * ARABIC s 智能终端硬件构造双处置器架构通讯子系统处置器即C-CPU，它保管了普通手机中的数字基带部分，即MCU+DSP的构造。MCU实现高层协议，DSP完成基带功能。运用途置系统器A-CPU采用了可执行运用软件的嵌入式操作系统，并加载多种协议以提供各种业务，如视频业务运用的M

13、PEG-，音频业务运用的MP，IP运用的VoIP，以及JPEG等。丰富功能的实现离不开先进的运用途置器，目前的主流运用途置器时钟超越MHz，通常都整合了ARM中心、视讯加速器、各种接口控制器、内存以及显示驱动等电路。图给出了基于双处置器架构的.G GPRS手机硬件模块构造。图 SEQ 图 * ARABIC s .G手机双处置器架构经过对比可以看出，智能手机和普通手机的不同点在于智能手机在基带部分添加了一颗运用途置器Application Processor，同时将原先受基带处置器控制的液晶显示器、键盘、SIM卡等外挂到运用途置器上。不仅如此，运用途置器还可以增添蓝牙、红外、摄像头、USB和SD

14、/MMC/CF卡等众多接口。在这种硬件体系构造下，基带处置器只处置话音信号，而其他的功能那么全部交给运用途置器。智能手机的概念不仅仅是手机+PDA那样简单，目前的智能手机方案曾经能实现很多通常在桌面计算机中才涉及的性能和功能，包括高立体声效、D图形效果、DVD效果的视讯播放以及具有丰富体验的多媒体游戏等。目前的主流智能手机定位在“手机+个人文娱中心+个人信息中心。实现这些丰富功能的中心组件是具有强大处置才干和高度整合的运用途置器。MIPS以上的处置才干是必要的。同时，运用业务处置系统的CPU需求专门的高性能操作系统，该操作系统必需同时顺应实时业务和非实时业务的要求。目前的主流运用途置器大多数采

15、用了ARM系列处置器中心，但都根据自有技术进展了最正确化和整合，并推出独特的处置器架构，如Intel的XScale和TI的OMAP，开发商基于一样处置器架构能很容易地实现产品换代开发，能很方便地运用原有的开发成果。方案供货商在推出运用途置器的同时还提供完好的参考设计和设计平台，如TI的TCS和Freescale其前身是Motorola半导体部的Innovative Convergence系列平台。此外，为加速开发商产品开发并提高其方案的竞争力，每个方案都有大量的第三方厂商提供完善的技术支持，可以提供从硬件系统设计到软件整合的完好方案。挪动终端逻辑构造正如前面所述，智能终端大都采用双CPU构造，

16、围绕这两个CPU构成挪动智能终端中的两个子系统：通讯子系统和运用子系统。其中通讯子系统顺应各种无线接口协议规范，选择适当的挪动通讯网络，建立和维持网络衔接，实现话音和数据通讯；运用子系统担任管理存储器、外围设备、外部接口等系统资源，运转运用程序，提供用户界面，此外还包括终端的电源管理。如此强大而复杂的硬件资源势必需求系统化管理，因此单独的智能挪动终端操作系统也就成为大势所趋，它主要完成诸如进程、内存、外部设备等系统资源的调度和管理，并为上层运用软件平台提供效力，在操作系统之上可以执行各种各样的运用程序。无线挪动终端开展到了智能终端后就产生了类似PC机的明确的逻辑构造。挪动终端的逻辑体系构造如下

17、图：图 SEQ 图 * ARABIC s 终端逻辑构造基于底层硬件平台的上两层功能分别为：操作系统层，控制运用软件的时序行为，以及设备驱动；运用层，高层的各种运用，诸如图形用户界面、游戏、文本编辑等，典型的运用如web阅读。除硬件外，无线挪动终端的复杂性更显著地表达在软件技术的复杂性和多样性上，无线挪动终端上的软件主要包括嵌入式操作系统、运用运转平台、运用程序等。软件的复杂性最终由用户的需求决议，取决于用户对诸如照摄像、MP、收音机、蓝牙、红外等硬件配置的需求以及MMS、JAVA运用、SyncML运用、WAP运用、多媒体等业务的需求。用户对业务的需求需求支撑技术的支持，支撑技术的运转需求操作系

18、统的协调管理，操作系统的运作需求底层硬件强大的处置才干支撑。任何一个环节弱化都能够影响到用户的体验，最终影响挪动业务的推行。目前市场上主流的普通终端操作系统主要有Nucleus PLUS、pSOSystem等，智能终端的操作系统主要有Symbian、Windows CE、Palm OS、Linux四种。除以上开放式手机操作系统之外，国内终端消费研发企业为摆脱国产手机的代工现状，领先实现自主研发，纷纷在操作系统上投入人力和物力，而且也逐渐出现效果。目前国内的手机操作系统主要有Hopen、Emotion平台、“汉风操作系统、“和欣操作系统等。这些操作系统中有一部分是在Linux的根底上开发而来的，

19、国产厂商试图借助这些自主研发的操作系统逐渐摆脱国外企业的垄断，实现挪动终端消费的自主知识产权国产化，从而降低消费本钱。挪动终端上的运用运转平台主要包括BREW和JAVA，作为挪动通讯数据业务平台，JAVA和BREW的推出，标志着挪动数据业务的开发与运用进入了新阶段。中国挪动采用JAVA开发运用，而中国联通在选择BREW之后又在市场的驱动下添加了JAVA运用。此外，韩国无线Internet规范化论坛(KWISF)为了摆脱高通的垄断，开发出基于JAVA的无线Internet操作平台WIPI。KWISF是韩国网络运营商SK ecom、KTF和LG eCom三家公司的一个联盟组织，他们借助运营商在挪动

20、通讯产业链中的中心位置，共同将WIPI在韩国推向商用，这也是终端技术规范化的一个例子。从挪动业务的角度看，挪动通讯与Internet的相互交融，使其从以话音通讯为主逐渐演化到以数据通讯为主。短信业务超乎想象的昌盛使人们看到了数据业务的宏大开展空间。业界也在多次想象G业务，寻求所谓的杀手级运用，这些都促使挪动通讯业务种类更加完善，内容更加丰富多彩；同时，挪动运营商也曾经认识到客户需求和用户体验是其利益之所在，挪动通讯业务从“卖方市场变为“买方市场，因此挪动运营商们不惜花大力气去分析和细分客户需求，开发不同业务以迎合不同用户群体的需求。然而，并非一切的业务都能顺利推出，其中有用户需求的缘由，也有终

21、端支持与否的要素，并非一切终端都能对一致WAP网站的内容正确显示，并非一切的JAVA手机都能运转一致JAVA客户端程序，并非一切手机都能正确显示同一信息内容，这其中能够是终端硬件的配置不同、也能够是终端支撑技术的差别。近段时间运营商定制手机的力度逐渐加大，这也是一种规范，但它只是企业内部的一些规范，只是符合单个或者少数几个企业的利益，所以势必存在不同挪动网络业务和运用不能互联互通的问题，终端对不同网络运用的支持也将存在差别。然而，他们可以从这中间看出终端规范化、规范化的重要性。业务和运用固然多种多样，但他们都是以某些技术作为支撑的，比如挪动互联网的WAP技术，个人信息管理PIM运用的SyncM

22、L技术，IPTV等在线视频的流媒体技术等等。操作系统和运用运转平台只是业务运营的一个根底平台，要使业务运转起来还必需这些支撑技术的支持。所以WAP并不是一种业务，基于WAP的阅读、下载才干称作为业务；同样JAVA也不是业务，它只是一种支撑技术，他们可以基于JAVA开发出很多他们的运用。因此，他们可以经过规范化这些支撑技术平台来处理终端的规范化问题，支撑技术规范化了，一致了，上层运用的交融和互通就容易了。挪动终端ASIC芯片硬件平台前面挪动终端硬件构造中曾经提到了挪动终端上的通讯处置器和运用途置器，目前各大通讯芯片厂商纷纷开发基于这两个芯片的终端集成硬件处理方案，提出各自的集成手机硬件平台，如T

23、I的TSC和OMAP系列，高通的MSMxxx、MSMxxx、MSMxxx系列，这些硬件平台都包含一个或多个中央处置单元。图就是TI的一个终端硬件平台ASIC芯片处理方案，该芯片是一个运用途置器，它还需外接一个TI的TCS调制解调芯片完成通讯功能，该处理方案主要针对.和G终端，在其上可以运转视频、音频、挪动商务、位置等业务。图 G挪动多媒体终端硬件构造方案这些硬件平台中的中央处置单元能够采用不同的内核，挪动终端大都运用MIPS，ARM或SH三种内核的处置器之一。这三种处置器都属于精简指令集计算机RISC处置器，与此相对应的复杂指令集计算机(CISC)处置器如x架构可以用来运转个人电脑上的Micr

24、osoft Windows操作系统。相对于CISC来说，基于RISC的处置器的执行指令要少的多，因此，同样的处置义务RISC比CISC处置器需求更多的操作步骤，但是它们运转某些指令的速度却非常地快。虽然它们之间还有一些其他的区别，但RISC处置器的大部分特性和CISC处置器坚持一致。然而，这三种处置器都是相对独立、互不兼容的，它们采用的都是不同的指令集和存放器，因此不能够在MIPS处置器上运转基于ARM处置器的程序。MIPS处置器是经设计公司MIPS授权后由芯片制造商消费的处置器芯片，日本的NEC公司就从事MIPS处置器芯片的消费和销售。MIPS公司设计RISC处置器始于年代初，后来MIPS公

25、司把重点放在嵌入式系统。年，MIPS公司发布MIPS 和MIPS 架构规范，为未来MIPS处置器的开发奠定了根底。新的架构集成了一切原来MIPS指令集，并且添加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的位处置器内核coreMIPS Kc与高性能位处置器内核MIPS Kc。年，MIPS公司发布了针对MIPS Kc的新版本以及未来位MIPS Kc处置器内核。在卡西欧的Cassiopeia E- 和 Palmax的PD-两款机型上运用的就是NEC MIPS Vr处置器。在卡西欧Cassiopeia E-、EM-、EG-、IT-和IT-等几款机型上采用的是NEC Vr 处置器；Symb

26、ol PPT 系列运用Vr处置器。Compaq Aero 系列PDA也是运用的MIPS处置器。Vr处置器内建 KB的高速数据缓存和KB的高速代码缓存；Vr处置器内建KB的高速数据缓存和KB的高速代码缓存；而Vr处置器内建KB的高速数据缓存和KB的高速代码缓存。目前Pocket PC上运用的MIPS处置器的时钟频率范围为 MHz 到 MHz。为了运用户更加方便地运用MIPS处置器，MIPS公司推出了一套集成的开发工具，称为MIPS IDFIntegrated Development Framework，特别适宜嵌入式系统的开发。SuperH (SH)处置器由日立公司设计并消费。SH处置器比较少见

27、，目前只运用在惠普Jornada 系列Pocket PC上型号为SHA。SHA处置器是一个位的处置器，内建KB一体化高速缓存，任务频率为MHz。从目前市场情况来看，智能手机中采用的处置器主要于ARM授权公司如诺基亚和爱立信、摩托罗拉、英特尔和TI公司。其他公司，如Neomagic公司，也可提供此类运用途置器，但运用范围还不是很广。不过，从芯片构造上看，以上各公司运用途置器几乎均采用了ARM核，由此可见ARM构造在嵌入式系统中运用的广泛程度。从技术上看，智能手机的运用途置器有两大开展方向：一是芯片主频不断提高，用来处置越来越多、越来越复杂的各种运用，如MPEG-编解码；二是集成度不断提高，即不断

28、地丰富运用途置器的各种接口，同时将尽能够多的外围元器件，甚至是整个基带处置器集成进来。随着技术的开展和完善，智能手机的体系构造将能够开展为片上系统构造SoC，从而在最大程度上简化系统集成的难度。ARM简介ARMAdvanced RISC Machine是年由苹果电脑、Acorn电脑集团和VLSI Technology等合资组建的一家公司。ARM公司是业内位嵌入式RISC处置器处理方案供应商，十几年前创建了革命性的“chipless方式，即不直接设计和消费芯片，而是为消费和研发芯片的半导体公司提供IP(知识产权)核，由半导体设计公司和软件及工具开发公司共同在IP核的根底上添加相关设计，交由OEM

29、在ARM芯片的根底上完成系统产品，再由芯片制造公司去消费芯片。 ARM公司在全球有超越个半导体厂商的协作同伴，其中不乏像摩托罗拉、诺基亚、英特尔、高通、TI、三星等著名厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及效力。ARM公司的位RISC CPU至今已占领全球.%的市场份额。Intel公司的StrongARM和XScale系列芯片、Motorola公司的DragonBall龙珠系列芯片与TI公司OMAP系列芯片都嵌入了ARM公司的IP核。ARM已成为挪动通讯、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式处理方案的RISC规范。通常，ARM处置器具有小体积、低功耗、低本钱、高性能和/位双指令集等

30、特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和挪动式运用等。ARM处置器核当前有 个系列产品：ARM, ARM, ARME, ARME,SecurCore 以及最新的ARM 系列。它们的主要属性如下表所示。Cache大小指令/数据严密耦合存储器TCM存储器管理AHB总线接口ThumbDSPJazelleARMTDMI无无无有有无无ARMTDMI-S无无无有有无无ARMEJ-S无无无有有有有ARMTk无MMU有有无无ARMTk/k无MMU有有无无ARMTk/k无MMU有有无无ARMTk/k无MMU有有无无ARMEJ-S-k/-k有MMU双AHB有有有ARMEJ-Sk-MB/k-

31、MB有MMUAHB有有无ARME-S无有无AHB有有无ARMEk/k无MMU双AHB有有无ARMEk/k无MMU双AHB有有无ARMEJ-S可变有MMU+MMU双AHB有有有Cache大小指令/数据严密耦合存储器TCM存储器管理AHB总线接口DSPJazelleSIMD浮点运算ARMJ-S-k有MMU四个位AHB有有有无ARMJF-S-k有MMU四个位AHB有有有有ARM提供一系列内核、体系扩展、微处置器和系统芯片方案。由于一切产品均采用一个通用的软件体系，所以一样的软件可在一切产品中运转实际上如此。典型的产品如下。ARM系列，包括ARM、ARMT、ARMT和ARMT:低价、低能耗、封装式常规

32、系统微型处置器，配有高速缓存Cache、内存管理、写缓冲和JTAG。广泛运用于手持式计算、数据通讯和消费类多媒体。ARM和ARMFE:高度集成的单芯片RISC计算机，基于一个缓存式ARM 位内核，拥有内存和I/O控制器、个DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口;ARMFE那么添加了一个浮点运算单元以及对EDO DRAM的支持。特别适宜电视顶置盒和网络计算机NC。ARMT、T系列:低价、低能耗、高性能系统微处置器，配有Cache、内存管理和写缓冲。运用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。StrongARM:性能很高、同时满足常规运用需求的一种微处置器技术，与DEC

33、结合研制，后来授权给Intel。SA处置器、SA PDA系统芯片和SA多媒体处置器芯片均采用了这一技术。挪动智能终端操作系统挪动终端开放式操作系统的市场需求分析最初，运转于大部分挪动终端上的都是一些很简单的单义务操作系统，或者是更简单的控制程序，甚至根本就没有开放式操作系统而直接运转运用程序。在这种情况下，系统无法运转复杂的运用程序，或者效率很低，并且一切的运用程序需求重新开发，还要求开发人员非常了解硬件特性。这些都妨碍了挪动终端产品开发的速度和运用程度。到了今天，挪动终端的功能也发生了宏大的变化：挪动终端曾经不仅仅是一个简单的通话工具，而逐渐变成一个挪动的个人信息搜集和处置平台，在G系统表现

34、尤为突出。为了顺应这种新的开展趋势，今天大部分挪动终端都曾经具有多义务的操作系统中心，有的甚至拥有功能强大的、开放型的开发平台。挪动终端操作系统的普遍运用极大地促进了挪动终端产品开发的速度和运用程度。目前占领市场份额最大的当数SYMBIAN，这是由于其产生背景所决议的，后面会有详细描画。其次是WINDOWS MOBILE和LINUX。NUCLEUS和vxWorks曾广泛运用于网络设备上，近年来也有厂商运用这款开放式操作系统开发挪动终端。PALM OS由于其部分产品中具有挪动语音通讯才干才进入此市场，因此市场份额并不大。挪动终端开放式操作系统体系构造现状和开展挪动终端开放式操作系统是操作系统运用

35、的一个重要的分支，对嵌入式开发和挪动终端的开发起着至关重要的作用。这些开放式操作系统主要包括嵌入式LINUX、NUCLEUS、 SYMBIAN、 VRTX、 VXWORKS、 WINDOWS MOBILE、 PALM OS等。下面分别简述。嵌入式LINUXLINUX是目前开发最活泼的开放式操作系统，在桌面运用、效力器搭建和嵌入式运用等方面有着大量的开发实际活动和丰富的软件资源。主要有LINUX、ucLINUX、rtLINUX等。LINUXLINUX目前主要运用的领域是高端智能挪动终端。年，芬兰大学生Linus Torvalds在MINIX的根底上开发了第一个LINUX的内核。到了年月，LINU

36、X .内核发布，此时的LINUX 曾经进入了适用阶段，全球大约有万人运用。在年月，第一届LINUXWorld 大会的召开，意味LINUX时代的降临。目前LINUX内核的最新版本是.。相对其他开放式操作系统，LINUX有以下的优势：真正意义上的多义务、多用户作系统； 内核支持包括X,ARM在内的几十种CPU； 采用先进的内存管理机制，更加有效地利用物理内存；与UNIX系统在源代码级兼容，符合IEEE POSIX规范； 支持数十种文件系统格式； 提供了先进的网络支持：内置TCP/IP协议； 完全运转于维护方式，充分利用了CPU性能； 开放源代码，用户可以本人对系统进展改良； 拥有宏大的开发群体；拥

37、有大量的免费的甚至是开源的程序可以运用，例如编译器、C库、工具链，甚至GUI都有开放的源代码可供运用。LINUX从.发布之日起就正式采用GPL协议，成为GNU阵营中的主要一员。 任何人有权获得、修正和重新发布自在软件的源代码，并且规定在不添加附加费用的条件下可以得到自在软件的源代码。同时还规定自在软件的衍生作品必需以GPL作为它重新发布的答应协议。这一点为挪动终端厂商带来的不仅仅是免除软件运用答应费用的负担，更重要的是它为挪动终端开发者提供了一个开放的技术环境，使得一些新技术、高难度的工程变得非常容易，甚至可以直接从网上获得源代码。目前，MOTOROLA等厂商曾经推出了一些基于LINUX的挪动

38、终端产品。LINUX中心是由linus维护的，它的版本号普通由二到三个部分组成，例如如今最稳定的.： 第一个是主版本号，普通在一个时期内比较稳定； 第二个是次版本号，假设是偶数，代表是正式版，假设是奇数，代表是开发过程中的测试版，如在.正式出来时，.x就是在开发者间运用的测试版的版本号； 最后一个是修正号，如.就是对.做了一些小的修正而来。 这种特殊的版本命名法是为了便于在Internet上共同开发而制定的。ucLINUXucLINUX目前主要运用的领域是中低端挪动终端。LINUX本来被设计为桌面系统，而更大的影响在于它正逐渐的运用于挪动终端。ucLINUX正是在这种气氛下产生的。在ucLIN

39、UX这个英文单词中u表示Micro，小的意思，c表示Control，控制的意思，所以ucLINUX就是Micro-Control-LINUX，字面上的了解就是针对微控制领域而设计的LINUX系统应该说ucLINUX同规范LINUX的最大区别就在于内存管理。对于ucLINUX来说，其设计针对没有MMU的处置器，即ucLINUX不能运用途置器的虚拟内存管理技术应该说这种不带有MMU的处置器在挪动终端中相当普偏。ucLINUX依然采用存储器的分页管理，系统在启动时把实践存储器进展分页。在加载运用程序时程序分页加载。但是由于没有MMU管理，所以实践上ucLINUX采用实存储器管理战略real meme

40、ory management。ucLINUX系统对于内存的访问是直接的，它对地址的访问不需求经过MMU，而是直接送到地址线上输出，一切程序中访问的地址都是实践的物理地址，操作系统对内存空间没有维护这实践上是很多嵌入式系统的特点，各个进程实践上共享一个运转空间没有独立的地址转换表。虽然ucLINUX的内存管理与规范LINUX系统相比功能相差很多，但应该说这是挪动终端的选择。在挪动终端中，由于本钱等敏感要素的影响，普遍的采用不带有MMU的处置器，这决议了系统没有足够的硬件支持实现虚拟存储管理技术。从挪动终端实现的功能来看，挪动终端通常在某一特定的环境下运转，只需实现特定的功能，其功能相对简单，内存

41、管理的要求完全可以由开发人员本人实现。rt-LINUXrt-LINUX关注实时问题。rt-LINUX执行管理器把普通LINUX的内核当成一个义务运转，同时还管理了实时进程。而非实时进程那么交给普通LINUX内核处置。这种方法曾经运用于很多的操作系统，目的是加强操作系统的实时性，包括一些商用版UNIX系统，Windows NT等等。这种方法优点之一是实现简单，且实时性能容易检验。优点之二是由于非实时进程运转于规范LINUX系统，同其它LINUX商用版本之间坚持了很大的兼容性。优点之三是可以支持硬实时时钟的运用。ucLINUX可以运用rt-LINUX的patch，从而加强ucLINUX的实时性，使

42、得ucLINUX可以运用于通讯设备等一些实时要求较高的运用。国内外LINUX的现状目前LINUX的开发非常活泼，在桌面运用领域，RED HAT和Mandrake等公司曾经获得了相当大的胜利。在效力器领域，LINUX甚至对SUN构成了很大的冲击；在嵌入式系统方面，LINUX曾经得到了广泛的运用。在挪动终端运用方面，摩托罗拉推出了内置LINUX开放式操作系统的挪动终端A；日本的夏普(SHARP)公司也胜利开发出LINUX挪动终端平台Zaurus；挪威奇趣科技公司Trolltech日前在年GSM世界大会GSM World Congress 上宣布，中国宁波波导股份已选择奇趣科技的Qtopia作为其一

43、切LINUX 挪动终端的软件平台。目前在国内LINUX获得了一定的开展，红旗LINUX获得了一定的胜利，嵌入式的LINUX也得到了广泛的运用，波导将于年中发布首款基于LINUX 的智能挪动终端E。但是应该清醒地认识到，他们目前和国际上LINUX运用科技的开展还有相当大的差距。NUCLEUSNUCLEUS实时开放式操作系统是Accelerater Technology公司开发的嵌入式RTOS产品。NUCLEUS提供线程级别的义务管理，实现了以时间片轮转的抢先式多义务管理，支持个优先级；NUCLEUS还提供了丰富的义务间通讯机制，包括邮箱、管道、队列、信号量和事件组；在实时的定时器管理方面，NUC

44、LEUS有允许用户同时运用多个定时器；在内存管理方面，支持分区内存管理和堆式内存池管理。NUCLEUS的特点是：可以获得源代码：只需一次性购买Licenses，就可以获得开放式操作系统的源码购买的灵敏性：NUCLEUS包含Kernel，Networking，File System，Web Technology，Target Debugger几大模块，可以分开购买。可移植性：NUCLEUS PLUS可用于大多数流行的处置器，支持当前流行的大多数RISC、CISC、DSP处置器，比如：x实时、维护方式、xxx、PowerPC、i、MIPS、SH、ARM、ColdFire。由于NUCLEUS PLU

45、S主要是用规范C写的，对于不同的处置器，开放式操作系统的源码大部分是一样的，只需%的源码是用汇编写的跟CPU有关，假设运用另外的CPU，那么只用修正、个汇编程序就可以进展移植。这也就意味着用NUCLEUS PLUS开发的运用程序也具有很高的可移植性。可用性：不像其他的商业内核，NUCLEUS PLUS的系统调用名直接阐明了它的功能。NUCLEUS PLUS的系统调用都设计成具有类似的入口参数和前往值类型。NUCLEUS PLUS的对象具有各自的独立性。因此，用户可以利用多个NUCLEUS PLUS对象之间的结合构成混合系统调用。实时性：快速呼应时间：对临界资源的检测时间不依赖于占有该临界资源的

46、线程执行时间的长短，一旦低优先级线程释放掉临界资源不论其能否执行完，高优先级线程就会抢占运转。每个义务的执行时间和其他义务的处置时间无关。较高吞吐量：随着义务数目的增多，义务的调度时间为常数。可扩展性：直接的函数调用。利用现有系统调用的结合可得到新的系统调用。SYMBIAN OSSymbian 是一家由各主要无线通讯技术公司持股的软件答应证授权公司，为支持数据分组传输的挪动终端提供高级、开放式、规范化的开放式操作系统Symbian OS.。Symbian 成立于 年 月，是由爱立信、松下、摩托罗拉、诺基亚、Psion、西门子和索尼共同持股的独立私营公司。公司总部设在伦敦，并在全球设有办事机构。

47、Symbian 在挪动计算设备和挪动终端软件技术开发领域拥有近二十年的丰富阅历。Symbian OS的最大特点是具有一个完好的、开放式的挪动终端运用开发的平台，此平台除了RTOS内核以外，还集成了图形用户界面、网络通讯协议等模块，完全面向挪动终端运用。目前Symbian OS的最新版本是.，具有以下功能：运用程序效力：具有OBEX、vCard、vCalendar等数据交换模块和用户数据管理等功能。Java功能。实时多义务的开放式操作系统内核。音讯效力，包括SMS、EMS和MMS。多媒体效力；平台平安性；国际言语支持；由于的先天优势，再加上其完备的平台支持，Symbian OS是目前市场上运用最

48、广泛的挪动终端开放式操作系统。VXWORKSVxWorks 是美国 Wind River System 公司推出的一个实时开放式操作系统。WRS 公司组建于年，是一个专门从现实时开放式操作系统开发与消费的软件公司。 VxWorks 是一个运转在目的机上的可裁减的嵌入式实时开放式操作系统，不向购买者提供的是源码。年 WRS 公司推出它的第一个版本VxWorks .，目前它的最新版本是VxWorks .。 VxWorks是可以根据用户需求进展组合的实时开放式操作系统。VxWorks 的开放式构造和对工业规范的支持使开发者只需做最少的任务即可设计有效的适宜于不同用户要求的实时开放式操作系统。VxWo

49、rks只占用了很小的存储空间，并可高度裁减，保证了系统能以较高的效率运转。 VxWorks由以下几个主要部分组成： VxWorks 的中心又被称作 wind，包括多义务调度采用优先级抢占方式，义务间的同步和进程间通讯机制以及中断处置，看门狗和内存管理机制。wind运用中断驱动和优先级的方式。还有一些其它的义务机制可以使义务挂起、继续、删除、延时或改动优先级。wind 核提供信号量作为义务间同步和互斥的机制。在 wind 核中有几种类型的信号量，它们分别针对不同的运用需求：二进制信号量、计数信号量、互斥信号量和 POSIX 信号量。对于进程间通讯，wind也提供了诸如音讯队列、管道、套接字和信号

50、等机制。 I/O 系统VxWorks 提供了一个快速灵敏的与 ANSI C 兼容的 I/O 系统，包括 UNIX 规范的缓冲 I/O 和POSIX 规范的异步 I/O。 文件系统VxWorks 提供的快速文件系统适宜于实时系统运用。支持四种文件系统： dosFs，rtFs，rawFs 和 tapeFs。网络设备VxWorks的网络提供了对其它网络和 TCP/IP 网络系统的透明访问，包括与BSD套接字兼容的编程接口，远程过程调用RPC，SNMP可选项，远程文件访问包括客户端和效力端的NFS机制以及运用RSH，FTP 或 TFTP的非NFS机制以及BOOTP 和 ARP 代理。无论是松耦合的串行

51、线路、规范的以太网衔接还是紧耦合的利用共享内存的背板总线，一切的 VxWorks 网络机制都遵照规范的 Internet 协议。 虚拟内存即 VxVMI 选项与共享内存即 VxMP 选项VxVMI 为带有 MMU 的目的板提供了虚拟内存机制。VxMP 提供了共享信号量，音讯队列和在不同处置器之间的共享内存区域。 适用库VxWorks 提供了一个适用例程的扩展集，包括中断处置、看门狗计时器、音讯登录、 内存分配、字符扫描、线缓冲和环缓冲管理、链表管理和 ANSI C 规范。 PALM OSPALM OS操作系统由Palm公司自行开发的，并授权给Handspring、索尼和高通等设备厂家，这种开放

52、式操作系统更倾向于PDA系统。由于sony等设备厂商在其PALM OS的PDA上实现了挪动终端的功能，palmOS就成为挪动终端开放式操作系统市场上一支不可忽视的力量。PALM OS 是一套专门为PDA编写的开放式操作系统，它充分思索了PDA内存较小的情况，所以它本身所占的内存极小，基于PALM OS开放式操作系统编写的运用程序所占的空间也很小，通常只需几十KB，所以基于PALM OS开放式操作系统的PDA虽然只需几兆内存却可以运转众多的运用程序。PALM OS开发时间早，运用者非常多 目前有千万台基于 Palm系统的掌上电脑，因此能运用的软件也是PDA中最多的，目前有大约套专门为PALM O

53、S操作系统编写的运用程序。更重要的是，PALM OS是一套极具开放性的系统，开发者向用户免费提供PALM OS操作系统的开发工具，允许用户利用该工具在PALM OS操作系统的根底上方便地编写、修正相关软件。采用PALM OS 操作系统的PDA制造厂商有Palm、Handspring、IBM、Sony等。PalmOS在.版本以前都是基于motorola的DragonBall系列芯片，采用单义务的开放式操作系统内核。从.以后，PALM OS改用了高性能的ARM系列芯片。虽然改换了CPU，Palm公司依然许愿PALM OS 将兼容任何以PALM OS .以上版本的API开发的程序，以利于现有软件开发

54、商平滑过渡到PALM OS 。相比之下，PALM OS 开放式操作系统所具有的功能，那么还要更为丰富一些，其中包括有多义务功能，最多可以支持MB的RAM和ROM，多媒体工具可以同时处置多个衔接，平安性能得到了更多的改良，并且还可以同时支持多个通讯进程比如说同时衔接到Wi-Fi和GSM。VRTXMentor Graphics嵌入式软件部门的前身为Microtec Research公司，它成立于年，并在年正式与Mentor Graphics合并。Mentor Graphics的VRTX实时开放式操作系统是今日系统单芯片运用的处理方案，它支持种类广泛的目的处置器与可嵌入中心，并提供可靠的和先进的软件

55、开发工具。 VRTX共有两个中心，它们具有彼此相容的运用程序界面，运用户能针对系统单芯片运用需求，选择适当程度的实时开放式操作系统。VRTXmc包含一组非常精简的实时操作功能，它只提供最重要的中心效力，故能满足运用系统将ROM与RAM存储器减至最少的要求。VRTXsa那么是一套完好实时开放式操作系统，它提供丰富功能特征、强大的效能与可靠性、以及广泛多样的系统组态设定与延展扩展才干。 这套多义务虚时开放式操作系统，提供超越个以上系统调用。Motorola的i平台的rtos内核就选用了VRTXmc。WINDOWS MOBILE 自微软在 年推出 Microsoft Windows CE 开放式操作

56、系统后，在年推出Pocket PC这个商标并进入PDA市场，而Smartphone那么是在年微软于欧洲发布首款此类产品时运用的。今年初微软表示将逐渐停顿运用Pocket PC和Smartphone这两个商标名，取而代之的是一个通用称号Windows Mobile。windows Bobile是微软进军挪动市场的主要产品，主要面向smartphone 和 pocket pc产品。微软利用其在桌面运用的优势，在Windows Mobile中集成了word、excel等软件，同时开发环境也采用了visual studio，充分利用了现有的市场资源。目前采用Windows Mobile的挪动终端有多普

57、达、，摩托罗拉MPx，桑达，Orange SPV C，大显 CU等产品。其他开放式操作系统现状和开展嵌入式开放式操作系统曾经成为现代操作系统领域开展的一个主流分支，而挪动终端上的运用更是其中一个活泼的支流。目前，市场上还有诸如ucosii、rose等嵌入式操作系统的开发非常活泼，而且经常有新的开放式操作系统内核推出，和开放式操作系统相关的组件，例如GUI、协议栈等，也构成了相当丰富的群体，这些都促进了挪动终端开放式操作系统的开展。挪动终端开放式操作系统主要组成部分现状和开展开放式操作系统并不是一个孤立的概念，一些其他的组件，例如图形用户界面GUI、文件系统FS、数据库管理DB等，都是对开放式操

58、作系统功能的补充与完善，有些开放式操作系统平台干脆就把这些组件作为开放式操作系统的一部分，和内核一同发布。组件的重要性由此可见一斑。图形用户界面(GUI)嵌入式GUI可以直接运转于嵌入式RTOS开放式操作系统之上，向用户提供了比较完善的图形功能，包括一些高级的功能，比如Alpha 混合，三维支持，字体支持等，并具有中文本地化支持，包括GB 等字符集的支持，中文输入法等等。嵌入式GUI普通都会提供控件集，包括菜单、按钮、滚动条等多种GUI控件的支持。嵌入式GUI的实现方式普通分为种：client/server方式和一体化方式。C/S的益处是运用程序可以方便地从单机版移植到网络版，并且构造明晰，性

59、能稳定，但是对资源耗费很大；一体化的GUI构造紧凑，对资源耗费相对较少，但是运用程序的开发对GUI软件包依赖性很强，而且移植困难。下面就一些典型的运用做一些简要的引见。目前主要的嵌入式GUI有：Qt、MicroWin、MiniGUI等。QtQt是Trolltech公司的一个产品，是一个多平台的C+图形用户界面运用程序框架。它提供应运用程序开发者建立图形用户界面所需的所用功能。Qt是完全面向对象的，很容易扩展，并且允许真正的组件编程。 自从年Qt进入商业领域，它曾经成为运用于数千种运用程序。Qt也是流行的LINUX桌面环境KDE 的根底KDE是一切主要的LINUX发行版的一个规范组件。Micro

60、WinMicroWin是一个开源软件，由MicroWin组织维护，并遵照GPL发布答应协议。MicroWin是目前比较成熟的GUI工具包。MicroWin分别运用了一体化的方式和CS方式实现了种不同风格的GUI。在其源代码中分为个部分。一体化的实现部分。具有以下特点：以单义务的方式实现，不支持多义务调用。完好的控件集，包括按钮、列表框、编辑器等。采用规范的WIN接口支持窗口的拖动CS实现的部分。叫做nanoX,具有以下特点：以多义务的方式实现，不支持多义务调用。完好的控件集，包括按钮、列表框、编辑器等。采用规范的X接口支持窗口的拖动支持网络socket方式的链接，也支持本地的进程间经过虚拟内存