探析智能手机的嵌入式实时操作系统

　　在智能手机的更新换代时期，嵌入式系统为第三方提供巨大的平台，使第三方的应用程序可以在智能机中的应用面更加广泛，在嵌入式实时操作系统的运行速度和功能都有很大地提高。这样一来，智能手机有的功能也自然而然地增加，在很大程度上改变人们的生活、办公方式，不需要有固定的场所来安排特定的时间去完成所要完成的工作。

　　1　嵌入式实时操作系统

　　1.1　嵌入式系统的发展

　　我国的嵌入式系统起步晚，各种智能机系统都依赖国外的技术作为基础，但是我国却拥有世界上最大的电信市场。世界各国都想法设法地打入中国市场，以赢得巨大利润，日前的国内用户都不愿去尝试国产的嵌入式系统，使这个系统发展速度缓慢，随着国内这一领域的发展，国产嵌入式系统最终会赢得国人的青睐。嵌入式系统的目的就是为了智能手机在实际操作中变得更方便、更快捷、更简单和更适用，嵌入式操作系统在电脑上早已应用，在智能手机的领域中依然处于起步阶段，随着我国现代化的进程不断加快，智能手机在网络化、智能化、规范化和集成化方面在不久的将来定会取得巨大突破。

　　1.2　嵌入式系统的种类

　　1.2.1　单个微处理器

　　这类系统一般在比较小的设备中应用，像人们常见的传感器、探测器以及断路器等都可以找到它的身影。这类系统一般是集成存储器、IO设备接口等元件组成，是单片式处理器，只需要简单的元件就可以正常工作。

　　1.2.2　可扩展系统

　　这一类系统可以在位置传感器、传动器、信号放大器以及过程控制中有所应用，一般是根据处理器需要，使用单片上的存储器运行，处理器的内存非常小，在程序运行时，一般情况下需要对程序进行扩充，为程序的运行提供充足的空间。

　　1.2.3　复杂嵌入系统

　　这种嵌入系统在常用的嵌入式处理器中比较常用，像人们平时日常生活中所见到的开关、监视系统、电话及电梯等，都是应用该系统。组成这样的嵌入式系统的处理器一般存储器很小，在使用软件时，需要对存储器进行适当扩充。

　　2　智能手机的特点

　　2.1　具有PDA的功能

　　PDA可以理解为个人数字助理，这是一种可以随身携带的设备，具有电脑的许多功能。不仅可以管理个人的信息界面，还可以浏览网页、收发邮件、短讯、甚至还可以当作普通的手机使用，都是通过无线电来连接，不需要其他设备辅助。这种功能包括可以进行个人的信息管理、日程记事、播放音乐视频及上网等。

　　2.2　更加人性化

　　这是交互界面要求的一种，使功能的执行更符合人的需求。智能手机可以根据使用者的需求对其软件进行更改、替换，软件的升级与软件市场同步，随时提供市场软件信息，使使用者能够及时获取信息并对自己的设备进行更新[1]。

　　2.3　功能更加强大

　　随着智能机的普及，购物、充话费等日常生活行为均可以动动拇指来完成。旅游可以随时获取资讯，阅读可以足不出户便知天下事，随时随地与朋友进行交流。

　　2.4　需求分析

　　嵌入式系统的应用，使手机的掌上电脑功能越来越齐全，3G在智能手机的应用，为智能手机许多新的功能提供保证，使其在运行程序时更加流畅、稳定。清晰的显示画面、各种播放器播放流畅，虽已取得如此可喜的成果，但是存在的缺点还是要继续改进，逐渐完善。

　　3　嵌入式系统的特点

　　3.1　局限性

　　大家都知道智能手机的缺点是耗电量大，待机时间短。如今的智能手机对于电源的保存方式和能力上获得了较大地改善和提高。

　　3.2　可靠性能高

　　高可靠性的智能手机操作系统，有助于开发出高性能的应用程序。这是所有智能机必须要考虑到的问题之一，好的操作系统所占的空间很小，在一定程度上占有优势，但是应用程序的可靠性对于用户来说是最关心的问题，性能稳定，运行可靠的应用程序才能得到大家的信赖。

　　3.3　对第三方提供平台

　　智能手机原有的系统不一定都能满足用户的需求，在某些时候需要更换应用程序软件。在这种情况下，智能手机操作系统就需要为第三方的用户提供平台，使开发者迅速进入手机软件的开发，加速智能手机功能的改革[2]。

　　4　内核设计

　　内核的基本功能是提供实时进程调度、中断处理等操作，还具有智能手机的特有设备功能。如智能手机的特点启动快、电源的实时管理等，在手机应用上，满足客户的需要，通过实时进程调度为程序提供一个运行平台，将电源的管理实现动态化，在低耗能的情况下将启动速度进一步提高。

　　4.1　实时进程调度

　　智能手机的核心可以说是进程，所有的操作系统，说到底就是为编辑好的程序创造一个运作的平台。在这个平台上，多项程序可以有序地运行，不会出现程序冲突导致智能手机出现功能障碍，减少了使用时出现的死机、程序未响应等情况。嵌入式实时操作系统是一个可以多项操作系统，使多个进程同时进行工作。当系统在运行多个进程时，进程调度会做出以下选择：①一直占有CPU，正在运行的进程一直运行，使其他的程序没有办法进行工作，这是在缺省状态下的选择;②通过时间片，确保相同等级的进程有相同的时间进行处理，这是内核将CPU在任务管理上的作用。

　　4.2　动态电源管理

　　这是对智能手机在耗能上的完善，是在不影响程序运行的前提下，根据设备运行的情况和使用情况自行改变CPU的核心电压、运行频率，以达到低耗能的效果。在一般的动态电压管理系统中，动态电源管理对上层程序的运行是明了的，系统调用不会受到影响，应用程序可以自行调用。CUP在智能手机中有许多工作状态，如工作、待机、闲暇和睡眠等，对于不同的任务，可以分配不同的工作状态。通过各种单一系统的映射，来达到智能机在动态电源管理的目的。

　　4.3　系统启动速度快

　　手机一般在准备时间上需要10s左右，各项系统在此期间会迅速到位，各种功能发挥各自的作用。但是，这些时间对于快节奏的人们还是有所不满的，都希望在接通电源后能够尽快使用智能机的功能，缩短系统在通电后的反应时间，提高运行速度。操作系统从通电到引导装入正常情况下几毫秒就可以到位，启动的时间与用户使用的系统服务有关，无法进行准确地测定，在嵌入式系统开发设计时，就要抓住这个问题进行改进，进一步使该系统可以满足需求[3]。

　　4.4　程序框架

　　应用程序框架主要分为服务器和公共库，主要是提供一个统一的开发框架。应用公共库为手机的应用程序提供一个支撑平台，对于智能手机的通讯录、短息服务、日历等服务来说是有了一个控件集合，使操作更加简便快捷。在这种程序框架下运行系统软件，不再需要繁琐的程序处理，界面显示一步到位，满足大多数人群的需求。作为一个控件集合，可以很好地将各个系统之间的运行顺序进行高效地处理，无需长时间的等待。

　　5　结　语

　　随着科技的不断进步，芯片的生产技术也在不断进步，使智能手机的系统功能越来越强，为智能手机嵌入式实时操作系统的进一步开发提供强大支撑。科技的进步促使着各项技术的不断完善，智能机的功能能够不断地加入新的元素。在这个智能机百花齐放的时代，能够维持智能手机在市场上的长足发展，就要看手机的系统更新速度的快慢，好的系统必然会有好的发展。

　　参考文献

　　[1]胡飞,杨瑞.设计符号与产品语意[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

　　[2]鲁晓波.软件图形界面设计[M].北京:清华大学出版社,2006.

　　[3]王小慧.建筑文化.艺术及其传播[M].天津:百花文艺出版社,2000.