【正文】 、連接呼叫和釋放呼叫等[12]；短消息業(yè)務(wù)支持完成各種補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如：呼叫轉(zhuǎn)移、來(lái)電號(hào)碼顯示等；附加業(yè)務(wù)實(shí)體則支持完成點(diǎn)到點(diǎn)或廣播短消息內(nèi)容的接收與發(fā)送。所提到的協(xié)議棧是對(duì)應(yīng)與GSM標(biāo)準(zhǔn)[1315]的L2和L3層，同時(shí)此協(xié)議棧還實(shí)現(xiàn)L3 層之上的短消息的第四層和第五層結(jié)構(gòu)，分別為中繼層（SM－RL）和傳輸層（SM－TL）。由協(xié)議棧總體結(jié)構(gòu)的描述可知，L3層是整個(gè)協(xié)議棧的核心，它包括了大部分的手機(jī)功能實(shí)現(xiàn)。此外，最新開(kāi)發(fā)的L3層應(yīng)當(dāng)能支持GPRS業(yè)務(wù)，并提供相應(yīng)復(fù)雜的控制功能。因此可以說(shuō)，解決了L3層協(xié)議的設(shè)計(jì)也就基本上解決了整個(gè)協(xié)議棧軟件的設(shè)計(jì)工作。這個(gè)模塊處理許多用戶可見(jiàn)的手機(jī)行為，例如鍵盤(pán)處理、LCD顯示。：UARTSPIAUX taskBMTPMICCameraUSB taskMSDCGPT,RTC,WDTPWM, AlerterJPEG DecoderADC SchedGPIOKeyPadLCDIrDA taskSIM 軟件設(shè)備驅(qū)動(dòng)外設(shè)的功能解釋如下：SIM：用戶識(shí)別模塊，寫(xiě)入用戶信息UART：通用異步收發(fā)設(shè)備SPI：串口界面LCD：液晶顯示器GPIO：通用輸入輸出RTC：實(shí)時(shí)時(shí)鐘。WDT：看門狗計(jì)時(shí)器GPT：一般設(shè)定的時(shí)鐘PWM：脈沖寬度調(diào)制Alerter：報(bào)警設(shè)備KeyPad：鍵盤(pán)，該模塊處理所有從鍵盤(pán)發(fā)送來(lái)的信息，處理后并把按鍵信息發(fā)給上層。其目的主要是驅(qū)動(dòng)硬件，任務(wù)調(diào)度。RTOS手機(jī)使用相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。這類手機(jī)操作系統(tǒng)的主要代表為Nucleus、ThreadX、uC/OS、RTLinux等。第二類是“智能手機(jī)操作系統(tǒng)”。這類系統(tǒng)也被稱為開(kāi)放式操作系統(tǒng)，即手機(jī)出廠后，消費(fèi)者可以借助于個(gè)人計(jì)算機(jī)，手工從因特網(wǎng)上下載新軟件、游戲等。它們的軟件體系架構(gòu)沿用PC模式，即軟件要事先安裝到本地永久存儲(chǔ)器之后才能使用。其目的是在第二類手機(jī)操作系統(tǒng)之上，構(gòu)建一個(gè)所謂“中間件”平臺(tái)。這類手機(jī)操作系統(tǒng)有JAVA、BREW、WIPI（韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）等。在網(wǎng)絡(luò)軟件運(yùn)行平臺(tái)上，消費(fèi)者無(wú)需事先安裝軟件，軟件可以直接下載到內(nèi)存里運(yùn)行。下面介紹市場(chǎng)上主流的手機(jī)操作系統(tǒng)[18]：Symbian是一個(gè)實(shí)時(shí)性、多任務(wù)的純32位操作系統(tǒng)，具有功耗低、內(nèi)存占用少等特點(diǎn)，非常適合手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備使用，經(jīng)過(guò)不斷完善，可以支持GPRS、藍(lán)牙、SyncML，以及3G技術(shù)。與微軟產(chǎn)品不同的是，Symbian將移動(dòng)設(shè)備的通用技術(shù)，也就是操作系統(tǒng)的內(nèi)核，與圖形用戶界面技術(shù)分開(kāi)，能很好的適應(yīng)不同方式輸入的平臺(tái)，也可以使廠商可以為自己的產(chǎn)品制作更加友好的操作界面，符合個(gè)性化的潮流，這也是用戶能見(jiàn)到不同樣子的Symbian系統(tǒng)的主要原因。用戶可以通過(guò)安裝這些軟件，擴(kuò)展手機(jī)功能。Pocket PC 2002 推出了應(yīng)用在手機(jī)上的Phone Edition（電話版本），國(guó)內(nèi)貼牌機(jī)多普達(dá)686就使用了這個(gè)系統(tǒng)。針對(duì)這種情況，微軟于2002年底發(fā)布了專門為手機(jī)開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)SmartPhone2002，像Symbian Pearl一樣，是專為移動(dòng)通訊設(shè)備開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。Linux系統(tǒng)件是一個(gè)源代碼開(kāi)放的操作系統(tǒng)，目前已經(jīng)有很多版本流行。這樣就導(dǎo)致Linux手機(jī)的成本比較高，而且版本混亂。Palm OS是Palm公司的是一種32位的嵌入式操作系統(tǒng)，它的操作界面采用觸控式，差不多所有的控制選項(xiàng)都排列在屏幕上，使用觸控筆便可進(jìn)行所有操作。低端手機(jī)也有操作系統(tǒng)，但功能非常簡(jiǎn)單，主要支持通訊錄調(diào)用等。例如：MTK平臺(tái)使用Nucleus Plus操作系統(tǒng)，Brew平臺(tái)使用的是rex（Realtime Executive system）操作系統(tǒng)，展訊平臺(tái)操作系統(tǒng)抽象層支持的是Threadx 操作系統(tǒng)。從實(shí)現(xiàn)的角度講，不同于傳統(tǒng)嵌入式開(kāi)發(fā)，Nucleus Plus是以函數(shù)庫(kù)的形式鏈接到目標(biāo)應(yīng)用程序中，形成可執(zhí)行目標(biāo)代碼，下載到目標(biāo)板上或燒到ROM/FLASH ROM 中去執(zhí)行。 人機(jī)交互接口MMI隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)手機(jī)的要求越來(lái)越高，良好的通話質(zhì)量，美觀的外形，友好的人機(jī)界面，已成為人們追求的目標(biāo)。其主要提供移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）的全面控制和手機(jī)與用戶之間的接口，功能包括：用戶鍵盤(pán)輸入、手機(jī)狀態(tài)和呼叫處理過(guò)程顯示、SIM卡和通訊錄的管理、PIN碼的控制、縮位撥號(hào)等。實(shí)時(shí)是指物理進(jìn)程的真實(shí)時(shí)間。首要任務(wù)是調(diào)度一切可利用的資源完成實(shí)時(shí)控制任務(wù)，其次才著眼于提高系統(tǒng)的使用效率，重要特點(diǎn)是要滿足對(duì)時(shí)間的限制和要求。多任務(wù)系統(tǒng)的執(zhí)行過(guò)程實(shí)際上就是一系列任務(wù)在三種狀態(tài)中循環(huán)流動(dòng)、輪流被內(nèi)核調(diào)度的過(guò)程。：運(yùn)行就緒阻塞被調(diào)度時(shí)間片用完資源釋放或事件完成等待資源或事件 任務(wù)狀態(tài)及轉(zhuǎn)化在市場(chǎng)推動(dòng)下，手機(jī)功能在不斷發(fā)展。但java虛擬機(jī)、嵌入式瀏覽器等應(yīng)用軟件就會(huì)對(duì)CPU資源有較高的要求。在同一時(shí)間我們會(huì)有許多的事情要去做，比如進(jìn)行電源管理，協(xié)處理器管理，文件系統(tǒng)管理，串口管理，顯示管理，SIM卡管理，LCD顯示管理，用戶輸入管理等等。 基于優(yōu)先數(shù)的任務(wù)調(diào)度每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)優(yōu)先數(shù)，數(shù)值大的表示優(yōu)先級(jí)高，系統(tǒng)在調(diào)度時(shí)總選擇優(yōu)先數(shù)大的占用CPU。確定數(shù)值時(shí)可以考慮采讓外設(shè)進(jìn)程或終端用戶進(jìn)程優(yōu)先。大多數(shù)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使用的是基于優(yōu)先級(jí)的可搶占式調(diào)度策略，應(yīng)當(dāng)采用優(yōu)先級(jí)繼承和優(yōu)先級(jí)天花板策略來(lái)解決和避免優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題。設(shè)置窗口優(yōu)先級(jí)的目的是為了保護(hù)那些重要的窗口不被打斷。 任務(wù)間的通信在一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，可能有許多任務(wù)作為一個(gè)應(yīng)用的一部分執(zhí)行。兩個(gè)并行進(jìn)程可以通過(guò)互相發(fā)送消息進(jìn)行合作，消息是通過(guò)消息緩沖而在進(jìn)程之間相互傳遞的。信箱是任務(wù)間發(fā)送消息的接口，也是OS提供的一種機(jī)制。每個(gè)消息的結(jié)構(gòu)中有個(gè)是信號(hào)量，它與某一事件聯(lián)系，而此事件是由于信箱中來(lái)了消息激發(fā)的。信箱可以看成是長(zhǎng)度為1的隊(duì)列，它消耗的資源少于隊(duì)列，運(yùn)行速度快于隊(duì)列。它類似于一個(gè)管道，只允許數(shù)據(jù)的單向流動(dòng)。因此也成為命名管。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)管道，并調(diào)用fork創(chuàng)建自己的一個(gè)子進(jìn)程后，父進(jìn)程關(guān)閉讀管道端，子進(jìn)程關(guān)閉寫(xiě)管道端，這樣提供了兩個(gè)進(jìn)程之間數(shù)據(jù)流動(dòng)的一種方式。任務(wù)之間的同步有三種方式：信號(hào)量、事件組和信號(hào)。所謂的臨界資源指的是在同一時(shí)刻只能為一個(gè)用戶所使用的資源。得到信號(hào)量是信號(hào)量的值減少；釋放信號(hào)量使信號(hào)量的值增加。一個(gè)事件由在事件組變量中的某一位（bit）來(lái)代表，該位被稱為一個(gè)事件標(biāo)志。通常每個(gè)事件組中有32個(gè)事件標(biāo)志。每一個(gè)任務(wù)具有處理32個(gè)信號(hào)的能力。 小結(jié)在本章中首先介紹了手機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)，其中詳細(xì)研究了移動(dòng)通信協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，并用對(duì)比的方式介紹了流行的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，最后重點(diǎn)對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)做了詳細(xì)的分析。而該款手機(jī)采用的Symbian操作系統(tǒng)在智能移動(dòng)終端上擁有強(qiáng)大的應(yīng)用程序以及通信能力，它的特征包括文件系統(tǒng)、圖形用戶界面框架、多媒體支持、TCP/IP棧和庫(kù)，提供的軟件開(kāi)發(fā)包可以供第三方應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)使用。這些優(yōu)點(diǎn)是普通手機(jī)平臺(tái)難以實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)然這也是本項(xiàng)目的難點(diǎn)所在。29第三章 MMI的研究與實(shí)現(xiàn)第三章 MMI的研究與分析 MTK平臺(tái)總體設(shè)計(jì)手機(jī)軟件主要包括運(yùn)行軟件和調(diào)試軟件兩大部分。MTK提供的調(diào)試軟件有：Catcher、META[20]。：CatcherMETAJAVAMMIWAPL2/L3 Protocol StackDriversL1 Protocol StackL4CckNucleusOS MTK軟件結(jié)構(gòu)其中，Drivers是整個(gè)系統(tǒng)外圍設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，WAP是無(wú)線應(yīng)用協(xié)議，JAVA是J2ME軟件。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)操作系統(tǒng)適配層(KAL)在其上做了個(gè)內(nèi)核抽象層的封裝，使得手機(jī)軟件獨(dú)立于Nucleus操作系統(tǒng)。它封裝了一些API，它們?yōu)槠渌浖峁┝撕芏嘞到y(tǒng)服務(wù)函數(shù)，例如時(shí)鐘管理、任務(wù)管理（同步和通信）、資源管理，內(nèi)存管理等[21]。也就是說(shuō)，二者通過(guò)L4層完成通信過(guò)程。：KAL OS adaptationNucleus OSDriverPS/L1RMI(AT)FMIATCIL4AL4CUEMSMUSMSALCSMTCMENGPHBRACL4MMI：包括RMI和FMI兩個(gè)部分。L4A：FMI對(duì)應(yīng)的L4適配層，F(xiàn)MI和L4A之間的服務(wù)節(jié)點(diǎn)是原始節(jié)點(diǎn)。ATCI：AT命令解釋器，解釋來(lái)自PC端的AT命令，同時(shí)命令L4C執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)的適配，如KEYPAD、LED、GPIO等。處理電話本的相關(guān)操作，如存儲(chǔ)等。安全性管理以及STK。RAC：注冊(cè)接入控制。SMSAL：短消息服務(wù)應(yīng)用層。TCM：終端文本管理。一個(gè)事件的處理往往是多個(gè)task交互完成的，這就需要每個(gè)task之間都可以進(jìn)行通信，它們都是通過(guò)消息隊(duì)列來(lái)接受或發(fā)送消息的。其中，內(nèi)部隊(duì)列是在同一個(gè)task的模塊之間進(jìn)行消息交互的隊(duì)列，外部隊(duì)列是在不同的task的模塊之間進(jìn)行消息交互的隊(duì)列，循環(huán)隊(duì)列是專門用于MMI模塊讀取消息的隊(duì)列，默認(rèn)的大小是30。 // 源模塊IDoslModuleType oslDestId。 // 服務(wù)接入點(diǎn)oslMsgType oslMsgId。 //本地參數(shù)緩沖器oslPeerParaPtr *oslPeerBuffPtr。進(jìn)行task之間的通信之前，先創(chuàng)建task。mmi_message)。以MMI向L4C發(fā)送調(diào)節(jié)音量請(qǐng)求為例：void SetVolumeLevelReq(volume_type_enumvolume_type,U8 volume_level){MYQUEUE Message。 = MSG_ID_MMI_EQ_SET_VOLUME_REQ。setVolumeLevelReqvolume_type = volume_type。= (oslParaType*)setVolumeLevelReq。 //Peer參數(shù)緩沖器=MOD_MMI。 //目的模塊IDOslMsgSendExtQueue(amp。 //發(fā)送給L4 task} MMI層軟件結(jié)構(gòu)[24]MMI模塊主要由三部分組成：Application Layer（應(yīng)用層軟件）、Framework（框架）和UI Layer（圖像用戶接口）。 Protocol Stack Layer amp。具體包括通訊錄、消息(短消息、增強(qiáng)型短消息、小區(qū)廣播)、歷史記錄、設(shè)置(電話設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、安全設(shè)置)、情景模式、娛樂(lè)游戲、WAP、快捷方式等。包括OS適配層、與L4 task通信的Task和與存儲(chǔ)設(shè)備通信的文件系統(tǒng)。例如：主題風(fēng)格、標(biāo)題、按鈕、圖片等的組織和調(diào)用LCD驅(qū)動(dòng)顯示人機(jī)界面。為了增強(qiáng)軟件的可擴(kuò)展性和靈活性，特意將Framework和Application Layer分開(kāi)，利于模塊的封裝和程序的二次開(kāi)發(fā)。它們之間時(shí)通過(guò)消息進(jìn)行通信的，是由Task機(jī)制來(lái)完成的。UI Layer先與LCD驅(qū)動(dòng)通信，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)與硬件設(shè)備連接。 MMI與L4之間的通信MMI Task與L4 ：網(wǎng)絡(luò)模擬器/L4MMI隊(duì)列網(wǎng)絡(luò)模擬器/L4隊(duì)列MMITASK操作系統(tǒng)層 MMI Task與L4 Task的通信過(guò)程MMI 隊(duì)列：協(xié)議棧或者L4將事件寫(xiě)到該隊(duì)列中，然后MMI Task從這個(gè)隊(duì)列中讀取事件。MMI ：FrameworkEventHandlerHistoryOSLNVRAMFileSystemEventsFrom/ToL4CATEGORYSCREENSAPPLICATION層UI層UIELEMENTSIMAGESFONTSTHEMESGRAPHICS庫(kù)WRAPPERSGRAPHICS庫(kù)IMPLEMENTATION MMI Task運(yùn)行過(guò)程此圖中我們可以看到該過(guò)程如下： Layer中注冊(cè)過(guò)的回調(diào)函數(shù) Layer調(diào)用UI層的類屏幕函數(shù)來(lái)組織UI元素，使之呈現(xiàn)在界面上下面舉例來(lái)說(shuō)明MMI Task中的事件流：1. 按鍵事件（向Application Layer發(fā)送）協(xié)議棧/L4MMI隊(duì)列APPLICATIONFRAMEWORK按鍵事件 按鍵事件一旦有鍵按下，MMI運(yùn)行機(jī)制如下步驟工作：l 協(xié)議棧將此事件寫(xiě)入MMI隊(duì)列中；l MMI Task從MMI隊(duì)列中讀該事件；l Framework調(diào)用回調(diào)函數(shù)，在Application Layer注冊(cè)事件；l Application Layer接收到按鍵事件給出響應(yīng)。 Framework層[25]Framework作為MMI的核心，它的作用體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：第一，用于接收來(lái)自所有Task的事件。第三，且為系統(tǒng)提供調(diào)用應(yīng)用時(shí)所需的數(shù)據(jù)包，例如消息分發(fā)時(shí)寫(xiě)入到隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包。事件分類：(protocol events)：用于底層和MMI Task通信。例如來(lái)電情況中，L4層產(chǎn)生INCOMING_CALL_EVENT，同意接聽(tīng)后，MMI將產(chǎn)生CALL_ACCEPT_EVENT。有時(shí)伴有hint info（提示信息）