手持设备操作系统的选择.pdf

P o R 强B L ED E s f G N便携设计手持设备操作系统的选择O n cS j z eD o e s n tF i tA l li nH a n d h e l d0 S sA n I t aS B e c h e r单凭o s(操作系统)能在占朋空间小、功耗低的设备巾所提供的功能，还不能得出o s是特定手持系统的最 主选择这样的结论。最终川途、处理器类型、存储器、电池寿命、成本等等者|i 要从系统的整体来考虑，在选择最佳的o s 前要权衡各种利弊关系。目前越来越多的0 s 可支持：多处理，一个程序可在多种c P u上执行；多任务，同时执行多个程序；多线程，同时执行1 面一个程I 芋中的不同部分。o s 的另一个萤耍特一阡是实时性能，即系统能即时地和nJ 预测地响应紧要任务的输入。各有所长在过去几年中，自很多_)皂于M i c r o s o m 驹w l n d o w sc F 与P a l I uo s 相互竞争的说法。这两种体系结构是针对小同的最终用途而优化的，把它们当作一种o s 的两种风格进行比较是一种误导。但这种比较方法一J 用1 芏开放源代码的s y m b i a n(k r e cT c c o l o g y(G I、)o s 与众多的R T o s(实时操作系统)之间。R，1 1 0 s 供应商包括：A c c eJer a t e dTcc h n o l o z yI n c o r p o r a t e d、C M XS y s t e m s、E B S l l e t、F n c ao S E，E x 口r e s sL o g ic、M e I l L orG r a p h l c s、M l c r o w a r e、q N X、W m dR i v e r以及其它公_ j。“c E 最适台用3 2 何处理器构建高端设备的用J、(见圈1)”，M i c r o s o n 有关几员指出：“这类用户T F 在构建真正需要丰富多彩的应用和服务，以及可连接至其它种设备和服务的于持设备。对1 6 位或更低的持件，由丁它们不能同步，无法执行因特网无线、或商务应用与服务，所以c E 并不是最佳的选扦。专门从事8 位和1 6 忙c P u 的o s 供应商很多，我们也乐于有更多的供应商注意这些市场。”R 上I o s 和T 具供应商M c nL o r囝1w I n d o W 8c E3 o 体系结构凰Gr a p 1 i c s 就足这些公司巾的一晶，它的V R T XR T o S主要瞄准无特殊用途的手持设备市场。“很多供虚商正想方设法将台式o s 缩放覃手持设备，”M e n t o rG r a p h i c s 有关人员指出：“确实有一蝗设备真的需要台式os。当手持电脑经常执行w i n d o w s 类型应什J 与P c 共享文什时，这种环境耩丁M l c 0 s o f t 的领域，不是V R T 的特长。f u 台式os 不是真正手持电脑最合适的o s。我们的o s 能充分发挥作用的地方之一是容量大、较低端的蜂窝电话。这是幽为进入超高容量叫，缩放是个问题。增加额外的存储器是蜂窝电话设计的大忌，尤其是对于常常被废弈的一粪产品。由丁v R T x 占用空问小，可缩放，对这类产品非常合适。”o s 供应商根据自己掌握的专门技术对产品进行了优化，使其具有不同的特点和优势。多数o s 备有相应的丁具、参考设计和技术服务。通常在购买供应商的工具和服务时可免赀获得o s。对于P a l m 和M 记T L)s o n，购买o s 特许使用权时提供工具和服务。o s、工具和服务提供商相互间正紧密合作来提供多功能os包。通常的做法是，o s 供应商提供核心产品，由第三方完成 0 殊的功能。在谈行业中，战略性合并和收购也规范ro s 与工具环境，使P a l r n、M i c r o s o f t 和其它公司能打入原来的传统技术无法进入的市场。例如，s p r m tP c s 在2 1 年1 月宣布与P a l m 组成战略联盟，2 0 0 1 1 0B 雹号座品t 幂6 5 万方数据万方数据便携设计P o R T 彻L ED E S f G N最近又宣布将K y o c e r a 的s p r i n tP c sP h o n c0 c P 一6 0 3 5 作为它的一部分。该电话将P a l T no s 基P D A 的功能和s p n n tP c SC D M A智能电话的特性结合在一起。P a l mo s 也用于s a m s u n gs P H 一1 3 0 0 智能电话中。M i c r o S o f t 也正在为智能电话市场开发新的o s 版本。s t l n g e r 就是数字移动电话用的c E 版本，其特点是支持outlook 一类w i n d o w s 应用，是手持设备友好的版本。sendo 的z l00 与M i t s u b i s|l i 和s a n l s 1 9 的下一代电话都将基于s t i n g e r 版本。E r i c s s o n 的R 3 8 0 智能电话、P s i o n 的R i o 以及N 0 1(i a 的9 2 1 0 通信嚣则基于s y m b i a no s。在P D A 领域，在2 0 0 0 年度，8 0 以上的产品设计采用P a l mO S，l O强是w i n d o w sc E 的P o c k e tP c版本。余下的份额被其它商用o s 和专用o s 分享。P o c k e t P Co s 的功能比P a l mo s 强。它支持快速c P u 和多种处理器，可访问台式w 打1 d o w s 基文件、电子函件、w e b 浏览器。但最终设备的价格较高，电池寿命也较短，c a s i o、C a s s i o p e i a、H PJ o r n a d a 以及c o m p a qiP A Q 是基于c E 的。另一方面，P a l mo s 侧重于提供P I M(个人信息管理)功能。o s的实施成本比c E 低，是经低功率，低成本优化的。但os 仅支持M o t o r o l a 的D r a g o nB a l l 处理器族。P a l m 族、S o n yC l i e、H a n d s pr j n gV j s o r、I B MW o r k D a d、T R G p r o、以及S y m b o ls P T 是接于P a l mo s 的。处理器支持选择o s 的第一步，也是最容易的一步是识剐os 能否支持c P u。要是软件不能支持你的处理器，可选择的范嗣就很窄。在1 9 9 8 年，Q N X 突破了仪支持X8 6 处理器的限制，开始围2Q 似盯D s6o 微冉雠系靠 掏支持P o w e rP c和M i p s。在4 月份的E s c(嵌入式系统会议)期间，Q N x 宣布已能支持A R M，s t r o n gA R M、S H 一4 最终将支持I n t e l 的x S c a l e 处理器。6 月份发布的o N xR T o s6 0 结构，可让研发人员使用单一源代码流同时针对多个应用(图2)。A T I(A c c e l e r a t e dT e c h n 0 1 0 9 y1 c o r p o r a t e d)最近宣布，它已箍署了一个有权销售ADs(A R MD e v e l o p e rs L l i t c)的协定。按照新的协定，A T I 将销售、支持成套A D s工具，作为它支持A R MR I s c 微处理器结构开发环境的一部分。A T I 的N u d e u sR T o s 以源代码开放的形式免费供o E M 使用。M i c r o w a r c 的o s 一93 0 版现能支持H i t a c h is H3 和S H 一43 2 位R I s c 处理器。公司新增了P o s x 线程，以支持o s 一9 现有的安垒处理器基内核。线程占用的存储器比处理器少，从而简化了某些多任务程序结构。在F s c 期间，M e n t o fG a p h i c s也宣布，旨在s o c 设计的V R T xR T o S 已nJ 提供给M l P S 3 24 K 嵌入式微处理族使用。功耗多数新型o s 现设有功率管理功能。有多种o s 让设计人员自己配置节能技术，束取消或关闭应用中不需要的系统部分。s y T n b i a n6 O 提供整体的功率管理于系统。“本质l，我仃1 的目的是提供基本体系结构，通常称为功率管理子系统它通过功率处理程序让生产厂商自己确定设备专用的规则。”s y m b i a n 的相关人员解释说：“处理程序开始显示：关闭背光，背光是耗电大户。再炎闭主显示，最后关闭系统电源。每步都能让设备处丁深休眠方式。”o s 系统中包含一个称为零集的线程。只要设备中某部分想停止工作，就指示所有线程完成程序执行，零集将会触发功率管理子系统。然后，每个生产厂家根据自己确定n 键妞l J，将相应的功能关闭。小占用空间虽然o s 供应商声称，他们的软件占用很小的空间，但当他们给出最小存储器容量时，一定耍搞清该软件的组成。有时，它仅包含有限的功能集，用丁需更多存储器的特定设讣。要是你的R A M 和R o M十分有限，应到供应商的服务部I j去查明，在可利用的占用空间内o s 是否能真正支持你想完成的任务。同时还要核实是否可咀删除o sl 不需要的功能。今年1 月，w jn dR iv ers y s t e m sV x w o r k sA E(高级版)R T o s 它采闹新的存储器管理系统。系统一改过去在单一的、平面的物理地址空间r 软件执行样式，转而采用多个职责分明的虚拟地址空间。系统设计人员能尢分利用微处理嚣的M M u(存储嚣管理单元)6 6量子痤品t 器2 0 0 1 l o B 万方数据万方数据P o R 啪L ED E s l G N便携设计柬创建隔离应用和内核的保护区。A E 支持P o w e rP c、I A 一3 2、M l p s、以及A R M 处理器。E n e ao s Es y s t c mE o S ER T o s 是开发3 G 手机的无线平台，主要包含存储器保护和存储器管理功能，可保护系统不因存昭器损坏而瘫痪，且可消除内存碎片。实时性与通用性3 2 位微处理器成本的大幅下降和性能的改进，以厦通用o s 可靠性的提高，使有关非任务紧要设备是部署R T o s，还是部署通用o s的争论似乎降低到最低的程度。对便携式医疗、科学和军事设备，RTos 仍是车关重要的，内为R 1、o s 保证的性能对设备的成败有天壤之别。但对P D A，以增加成本和系统开销为代价换取硬实时能力并不一定值得。一个R T o s 是严格根据优先权来调度的，确保优先权最高的线程总能最早执行。“要是想在确定的I l s n s、或m s 数内可预测地响应特定的事件这通常属十R T o s处理的范围，”Q N x 的相羌人员指出：”反之是通削o s 处理的范围，它通常不能保证确定的响应时间。它原奉不是这样设计的。”多媒体、网络支持令年议论最多的话题垒音5L j 连接和多媒体功能有关。在E s c 上，M k r o s o f t 发布了T a k e r01 版本，是专为小占用空间、可连接的移动波备设计的下一个c E 版。预定今年稍后发布T a l i s k e r 正式版，它通过对蓝牙二、通用即插即用和新型u s B 驱动器的本地支持，提供改进的无线和网络连接。o s 包含K e r b e m s 安垒协议，还支持D V D和安全网络界面层。此外，新增的功能包括；可安装的中断服务程序，对x 8 6、A R M，s H 和M i p s 处理器的B s P(板教支持程序包)，以及定制u I(用户界面)服务程序。源开放o s 的选购考虑源开放和或免费o s 时，应垒丽了解哪些是真正免费的，哪些需要特许使用费和其它费用。通常。免费o s 包含在平台、或工具包与服务内。一J 时要搞清楚哪些费用是要预先支付的。千持设备源开放o s 的一个绝好实例是s y T n b l a n 的G T(G o n e r i cT 色c h n o l o g y)，它是A P I(应用程序界面)和所有s y m b i a n 参数设计中共享技术的内核。s y m b i a n 是由os 创建者Ps io n 和合作伙伴Er i c s s o n，M o t o r 0 1 a、N o k i a 和P a n a 8 0 n i c 共同完成的。软件对o E M 是特许使用的。G T 是Q u a r t z、C r v s t a I 和P c a r l 参考设计的棱心，主要包括内核、通信中间件、数据管理、图形、低层G u I 框絮和应用引擎。Q u ar t z 针对面向肖像显示型通信嚣设备 c r y s t a I 针对面向场景的通信器设备t 而P e a f l 则针对智能电话。s y T n b l a n6 1 将针对下一代可连接的产品，主要功能支持w A P l 2、无线J a v a、各类图形文件变换插入程序、音视频编译码程序、蓝牙1 0 b、以及G P R s。一个对J 2 M E(J a v a2 微型版)完全兼容版在o s 的下一个版本中提供。R e dH a t 的免费e c o s(嵌人式叮配置操作系统)是又一种源开放o s，它自称符合“L i n u x 变现不了的嵌入式空间要求。”L i n u x 目前最小的容最是500 KB 山核和J 5 M BR A M。e c o s 提供必需的基本运行基础设施，支持存储器占用空问低于1 0 0 K B 的设备，或使用8、J 6、戒3 2 位结构的实时设计。I。i n u x“非插入性”可能不是手持o s 的最佳选择，主要因为存存储容晕有限的千持系统中、它本身不具备高教运行的紧凑代码。L i n u x内核至少需要3 2 他地址空间。L i n u x 可在针对w l n d o w sc E平台的硬件上运行，虽然技率不是很高。有可能将L 1 n u xo s“快速内插”在c o m p a qi P A Q 一类w m d o w sc E 设备I 和。事实卜，c a m p a q 提供住它的设备卜安装L m u x 的指令。带场上也有几种L 价u x 版本的商用包。s h ar I)存5 月份发布，它将采用u n 的E m b e d 主xo s 作为在r代z a L L】s 中部署L 西L 的基础，Z a u n I s 是一种日本P D A。早在1 月，L m e 0 收购了生产开发T 具和R T x cR T o S 的E m l)e d d e dP o w c rc o r p o r a 廿o T l。R 1、o s 支持用_ 丁小占用空间和高性能硬实时应用的各种3 2，1 6、和8 位处I 单器和D s l 3。M()nLa vlsta和s T M i c r o e l e c t r o n i c s 正在合作开发基于s T 4 0 高级数宁消费参考平台的H a r dH a tI j n l l x 2，O，S T 4 0 是一族基于I T i t a c ms u p e r H、3 2 位s H 一4 芯核的s o C 产品。I T a r dTT a tL i n u x 是源开放、免费的，完全用L i n u x 源代码构建。自编o s开发一个自用的R T o s 对多数公司是可望而不可及的。典型o s 的源代码包括r 万行原始代码。对如此巨大的工程，设计、实施、和测斌的成本昂贵，要耗费大量时间，如果按工程刚计算的话。而现成的o s 在多数情况下只要稍加修改就能满足要求。只有对某些紧要任务的应用，可能要进行人量的修改，我许自已编写的R T o s 确有必要。J a v a 不是o s 而是一种对手持段备增添因特网连接十分关键的启动软件。J a v a 语占编写的应用运行在o s 的预部弘F 下转第7 0 页2 帅1 1 0 B 圣寻瘫品t 暴6 7 万方数据万方数据使携设诗P o 黜L ED E s I G N匍上接第6 7 页常用的os 有L i n u x，P a l n lo s、s y m b i a n 或w i n d o w sc E，这些o s 支持用作字节代码解释器的J v M(J a v a虚拟机)。针对某个特定的基本o s，程序员用J a v a 编写应用程序来追求本地应用的先进性能。s u nM i c r o s y s t e m s 的源开放1 1 e r s o n a lJ a v a 和J 2 M E 直接针对智能电话和手持电月卤设备。日本的N T TD o c o M o 和M o t o r o h 计划在下代移动电话中使用J 2 M E 应用。s a v a J e 是千持设备用J 2 s E(J a v a2 标准版)基o s 的B 测试版，这是h l c 铷t 公司1 n f e m oo s 研制组的成果，于6 月份开始启动。该公司声称，J a v a J cx E 支持垒套J 2 S E 分类、席，和AP J，为在手持设备中部署与J 2 s E 完垒兼容的台式应用创造r 条什，供企业的各种电嚣使用，如c o m p a q 的iP A Q和P 两o nN e t B 0 0 k。x E 上的本地应用平台是J 2 S EA P T 而不是在现成o s 上对应用和J v M 性能进行优化，这样可取消快速执行J a v a 应用中的翻译层和移植层。x E 支持3 2位s t r o j 嵋A R M 或蔗黝J e 处理器。结语象住童话“三只熊和金锁”中一样设计人员应对各种软件选用方案与系统硬件要求以及最终使用目的进行权衡，以确保达到“最理想”的方案。这意味着要多动脑筋。仔细分析各种o s 与各项标准的要求，首先放弃不符合c P u、功率、存储器或成本要求的o s。然后再评估符合特定要求的其它特性，最后求得一个合适的解决方案。(范东华译自P o n a b l eD e s l 鲫J 枷y2 0 0 1)7 0妻子虚品t 暴*2 帅1 1 0 B 万方数据万方数据手持设备操作系统的选择手持设备操作系统的选择刊名：电子产品世界英文刊名：ELECTRONIC&COMPUTER DESIGN WORLD年，卷(期)：2001(20)本文链接：http:/