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浅谈手机软件开发

导读: 手机可以被看作袖珍的计算机。它有CPU、存储器(flash、RAM)、输入输出设备(键盘、显示屏、USB和串口)。它还有一个更重要的I/O设备, 那就是空中接口。手机通过空中接口协议(例如GSM、CDMA、PHS等)和基站通信,既可以传输语音、也可以传输数据。

  1 手机软件的运行环境

  1.1 概述

  手机可以被看作袖珍的计算机。它有CPU、存储器(flash、RAM)、输入输出设备(键盘、显示屏、USB和串口)。它还有一个更重要的I/O设备, 那就是空中接口。手机通过空中接口协议(例如GSM、CDMA、PHS等)和基站通信,既可以传输语音、也可以传输数据。

  手机的CPU一般不是独立的芯片,而是基带处理芯片的一个单元,也称作CPU核。基带处理芯片是手机的核心,它不仅包含CPU核、DSP核这些比较通用的单元,还包含通信协议处理单元。通信协议处理单元和手机协议软件一起完成空中接口要求的通信功能。

  随着芯片技术的不断发展,越来越多的外围电路可以被集成到基带处理芯片中,例如BAP,即基带模拟处理器。这样手机才可能越做越小、越做越便宜。

  1.2 单CPU和双CPU

  很多手机只有一个CPU,也就是基带处理芯片中的CPU核。在这个CPU上既要跑通信协议,又要实现用户界面(称作UI或MMI)。当然DSP会分担一些计算量繁重的工作,例如语音编解码、安全层的各种算法等。

  在市场推动下,手机功能在不断发展。摄像头、MP3、蓝牙这些功能可以依靠硬件,对CPU的压力还不是很大,但java虚拟机、嵌入式浏览器等应用软件就会对CPU资源有较高的要求。

  单CPU的首要任务是完成通信协议。通信协议软件有着很精确的定时要求,如果这个CPU还要兼顾很多应用软件的话,就难免吃力。于是双CPU手机应运而生。

  顾名思义,双CPU手机就是有两个CPU的手机,一个CPU专心把通信协议做好,另一个CPU负责UI、java虚拟机、嵌入式浏览器等应用功能。两个CPU可以做在一个芯片里面,也可以分开。

  市场上的实际情况是,很多手机设计公司(Design House)没有基带处理芯片的开发能力,他们购买国外公司的手机模块,自己在外面再加一块CPU。模块跑通信协议,自己加的CPU跑UI和应用软件,两者通过串行口通信。很多Design House也会购买国外方案商的开发板级方案,自己做PCB、软件上改改UI和外设驱动。

  市场上的智能手机基本上全是双CPU方案,什么Windows CE、SmartPhone、WindowsMobile、Symbian、嵌入式Linux全是运行在第二块CPU上的。这些商业操作系统无法和无线通 信协议软件集成到一块CPU上。双CPU的手机功能比较多,但它们一般体积大,耗电多,成本高。现在市场上的大部分手机还是单CPU的。

  目前的大部分手机应用,例如Java、BREW、WAP、邮件、摄像头、闪存、MP3、蓝牙,在单CPU方案里都能实现。我认为不管3G、4G如何发展, 小巧、实用、低成本的单CPU方案总会占据较大的市场份额。微软在单CPU方案的手机市场还没有立足之地,又怎么谈的上什么引领方向呢?

  本文主要介绍单CPU手机,大多数论述也适用于双CPU方案的通信CPU。

  1.3 3G和4G

  3G和4G是指第三代、第四代无线通信技术,对手机而言,它们改进的是空中接口的效率,空中接口能以更大的带宽传送数据。通过手机无线上网的速度会更快。这和话音业务、手机应用软件没有直接的联系。

  当然,手机的嵌入式数据业务由于更高的带宽,会产生更多的可能性。不过这些可能性的实现还是会受到手机输入慢、显示屏小等条件的制约。

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