《嵌入式操作系統(tǒng)史話》之八：手機中的嵌入式OS（一）

今天的手機已經(jīng)成為人們生活中使用頻率最高的電子產(chǎn)品，相對于其他的電子產(chǎn)品，手機功能要復(fù)雜得多。無線通訊、用戶界面、數(shù)據(jù)存儲和多媒體處理等多項工作都是手機需要完成的任務(wù)。要完成這些任務(wù)，手機需要一個操作系統(tǒng)（OS）來幫助管理。在移動通訊進入3G和Wi-Fi時代以來，以蘋果的iPhone為代表的智能手機開始流行，如今移動通訊已經(jīng)進入了4G時代，藍牙、Zigbee、NFC等近距離連接技術(shù)愈加成熟，互聯(lián)網(wǎng)已被廣泛使用，與人關(guān)系最為密切的智能手機自然而然地成為接入這個環(huán)境的入口。在經(jīng)歷了通訊、上網(wǎng)和App應(yīng)用之后，智能手機取代PC正在迅速成為互聯(lián)網(wǎng)的計算中心。在這樣的大環(huán)境下，一個全功能的智能手機OS就顯得尤為重要，可以說，誰控制了智能手機，誰就控制了互聯(lián)網(wǎng)的入口。

手機屬于嵌入式設(shè)備，手機軟件平臺使用的操作系統(tǒng)屬于嵌入式OS的范疇。傳統(tǒng)的功能手機（Feature Phone）使用了實時多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS）為基礎(chǔ)的手機軟件平臺。入門級的智能手機采用了半開放的嵌入式OS（比如Symbian），而今天高端的智能手機多采用Android和IOS這樣的通用型的OS。Android是基于開源的Linux內(nèi)核的開放智能手機平臺，它具有目前其他手機OS沒有的開放性特點。開放的智能手IOS（也稱為iPhone OS）是建立在Mac OS技術(shù)基礎(chǔ)上的智能手機平臺，它具有提高移動設(shè)備的性能、延長電池的使用壽命和改進用戶界面體驗等特點。此外，Windows Mobile在手機市場也占有少量的份額，它具有與Windows PC 相似的使用方式，支持MS-office 軟件等特點。Windows Mobile是Windows CE 的分支產(chǎn)品，Windows CE 是一個繼承了Windows 思想的嵌入式OS。下面我將逐一介紹這些手機OS。

功能手機軟件平臺分析
所謂功能手機，是指那些使用封閉手機OS和平臺，具備手機的基本通話、短信、電郵、地址簿、音樂和WAP網(wǎng)頁瀏覽的功能，支持廠家提供的專用的游戲和應(yīng)用軟件的手機，部分功能手機也可以支持JAVA應(yīng)用程序開發(fā)和運行。這里可以清楚地看到，功能手機的定義是相對于智能手機而言的。市場上每一家手機芯片公司都提供功能手機的方案，比如TI Locosta、Skeyworks、高通的BREW和MTK（臺灣聯(lián)發(fā)科）方案。這里介紹一種比較有代表性的軟件平臺Skyworks。

Skyworks是世界領(lǐng)先的射頻和無線技術(shù)半導(dǎo)體公司，它的手機軟件平臺Skyworks的層次結(jié)構(gòu)非常清晰，分為4個部分：底層是硬件和基帶（手機射頻和無線通訊部分）；第二層是OS，驅(qū)動和GSM協(xié)議棧，平臺的嵌入式OS使用的是RTXC，這是一款小型的RTOS，它提供了任務(wù)調(diào)度、任務(wù)間通信、中斷和定時器服務(wù)；第三層是服務(wù)器，提供了GDI函數(shù)接口、Widget API和Toolkit，這些功能和工具可以幫助創(chuàng)建用戶界面和應(yīng)用程序；最上面一層是應(yīng)用，包括了一些已經(jīng)寫好的手機應(yīng)用軟件，比如撥號、短信息、游戲、電話簿等。Skyworks軟件平臺代碼尺寸小，適合低端手機的開發(fā)。但是由于它支持的手機芯片種類少，通用性就顯得比較差『1』。

在CDMA 流行的年代，高通（Qualcomm）公司憑借芯片技術(shù)和專利兩大利器幾乎把持了所有CDMA手機的市場，高通的BREW平臺是功能手機使用最廣泛的平臺軟件之一。BREW（簡稱無線二進制運行環(huán)境）是專門針對手機設(shè)計的，不僅小巧和高效，同時還可以使用面向?qū)ο髴?yīng)用軟件環(huán)境進行擴充。BREW支持C/C語言，還有內(nèi)嵌的虛擬機，可以支持JAVA編譯環(huán)境和運行庫。在BREW內(nèi)部的底層有一個OEM層，通過這個OEM層實現(xiàn)BREW與某種手機芯片和支持該芯片的嵌入式OS的關(guān)聯(lián)。在BREW上端有一個AEE層，該層提供了應(yīng)用程序調(diào)用BREW函數(shù)庫的方法。BREW本身并沒有一個嵌入式OS，但是其OEM的接口（MIL-移動接口和CHIL-芯片接口）必須要一個嵌入式OS的支持，比如ThreadX和Nucleus『2』。

比較Skyworks手機軟件平臺，BREW在底層設(shè)備驅(qū)動和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間做了很好的封裝，具有良好的硬件獨立性和可移植性。BREW應(yīng)用程序的每個模塊都可以獨立開發(fā)，而且保持二進制兼容，這大大方便了使用高通芯片方案的手機廠家開發(fā)基于BREW的應(yīng)用軟件。BREW雖好但也有短板，BREW自己沒有一個嵌入式OS，封裝接口的完整性和透明性都有待完善，整個系統(tǒng)的健壯性還不很強『3』。