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信 息 学 科
２年 １ 科０赫８ ０ 第期 １ 霸
智能手机原理 与未来发展
李船戊
（ 恩施职业技术学 深逐步介绍手 机的组成与原 理 ，以及 比较流行的智 能手 机的 区别和第 三方软件介 绍 文献 标识 码 Ａ 文 章 编号 １７—６ １（００ ９—００ ０ ６ ３９７一２ １） ２ ０３— １ ０
关 键词 智能手机 原理 ；手机性 能 ；ｉｈｎ；Ａ ｄｏ ；Ｗｉｄｗ ｂｅ Ｐ ｏｅ ｎｒｉ ｄ ｎｏ ｓ ｉ Ｍｏ ｌ 中 圈分 类号 Ｔ Ｎ
智能手机应用是 当前移动应用 中的一个 流行区域 ， 未来 随着智能 手机发展 ，企业管理软件和电子商务软件逐渐在智能手机终端应用 ，移 动开发会变的越来越开放 ，了解手机原理和软件运行机制也变 的非常重
地存储 ：一般手机都有一个基于ｎ ｓ 的文件系统存储数据 ，现在又 出现 ａ ｈ 了嵌入式数据库把数据存储到数据库里和Ｐ 的数据库原理差不多。驱动 ｃ 程序 ：驱动程序包括键盘、电源管理模块 、Ｌ Ｄ ｌ ｓ 、Ｒ Ｃ Ｃ 、ｆ ｈ Ｔ 、串口、 ａ Ｕ Ｂ Ｉ 卡或ＵＭ 、射频驱动等。用户界面 ：用户 界面又称作人机界 Ｓ 、ＳＭ Ｉ卡 面 ，负责和用户的交互 ，在必要的时候调用其它模块 的功能。除了手机 的必备功能外 ，用户界面也可能包含一些相对独立的应用程序 ， 日程 如
Ｃｌｎａ￣ Ｇ ａ 、Ａ ｄ ｉ的 浏览 器 。 ａｅｄｒ＇ ｍ ｉ ｎｒ ｄ ｉ ｌ ｌ ｏ
这个任务按顺序创建 、启动。有一些小灵通的协议栈是单任务的，没有 操作系统 ，由主程序轮流调用各个软件模块的处理程序来模 拟多任务环 境， 但是绝大多数手机程序都是多任务的。手机软件可以粗 略地分成启 动模块 、操作系统、协议栈、本地存储、数据业务 、驱动程序 、用户界 面和其它应用 。操作系统： 操作系统在手机软件只 占 很小一部分。功能主 要是提供通信机制 、多任务调度 。有的操作 系统会提供一些不是必须的 功能，如 ：动态 内存分配 ， 时函数。大多数手机的操作 系统都是一个 定
参考 文 献
［墒 焕堂．ｎｒｉ １ Ａ ｄｏ 应用框架原理与程序设计［ ． ０ ， ： ． ｄ ＭＩ０ ９ ３１ ２ ０ ５
［ ｉ ｏ ｅ ｎ ｏ ｓ ｂｌ ｎ ｒ ｄ 动开发前景 分析 ． ２ Ｐ ｎ ， ｄ ｗ Ｍｏ ｉＡ ｄｏ 移 ］ ｈ Ｗｉ ， ｉ ［Ｂ Ｏ Ｉ ｔ ： ｌｇ ｓｎｎｔ ｊｌｅ／ ｃ ｉｅ ０ ０ ３２ ／４ ５ ５ ． ｐ ． Ｅ ／ Ｌ． ｔ ／ ｏ ． ｄ ． ／ ｂｕ ｓ ｒｈ ／ １／ ／ ５ ０ ９ ０ ｓｘ ｈ ｐ／ ｂ ｅ ｅｂ ａ ｖ２ ０ ２ ａ 【韩超 ， ３ 】 梁泉．ｎｒｉ系统原理及 开发要点 详解［ ． Ａ ｄｏｄ Ｍ］ 电子工业 出版社 ， １，１ ２ ０ ０ Ｏ
２ 各智 能手 机对 比
“ 智能手机”中的 “ 智能” ，指的是手机上所运行 的软件。我们在 此对智能手机 的功能、易用性 、视觉效果 ，它们标准的应用软件及其他 第三方程序方面进行了相应 的比较 。 ｉｈｎ Ｐ ｏｅ内置程序 ：ｉｈｎ 主要内置了以下应用程序 ：Ｓ 、日历 、照 Ｐ ｏｅ ＭＳ 片 、相机 、Ｙ ｕ ｕｅ ｏＴ ｂ 、股市 、地图 、天气 、时间 、 计算机 、备忘录 、系 统设定 、ｉ ｎｓ ｐ ｏ 以及联络资讯。 Ｔ ｅ、Ａ ｐ ｔ ｅ ｕ Ｓｒ 第三方 软件 ：在苹 果将ｉｈ ｎ 向其他 开发者开放 之后 ，仅仅一个 Ｐｏｅ 月 ，数 以千计 的软件 冒了出来 ，其 中做得 最好 的 ，莫过 于Ｆ ｃｂ ｏ 和 ａｅ ｏｋ Ｅ ｅ ｏ ｏ — ｋｒ ｖｒ ｔ ｎｔ ｔ ｅ。但苹果对这些第三方软件所做的限制，却在即时通 ｎｅ ｅ ａ 信软件或者办公套装这类软件的面前 ，树立了一个巨大的障碍 。它们无 法在背景状态下运行 ，也不许访 问除 自己数据 以外的其他数据 。此外 ， 苹果作为ｉｈｎ软件 的惟一经销商 ，还拒绝 了不少开发商所提供 的有用 Ｐｏｅ 软件 。ｉ ｏｅ Ｐ ｎ 显然是 目 ｈ 前最直观 ，最令人轻松愉快的智能手机 ， 但是它 的成长性可能会受到阻碍。 Ｗｉ ｏ ｓ ｏ ｉ 内置软件 ：基 础版 的Ｗｏｄ ｘ ｅ、Ｏ ｔ ｏ 以及 ｎ ｗ ｂｌ ｄ Ｍ ｅ ｒ 、Ｅ ｃ ｌ ｕ ｏ ｋ ｌ Ｐｗ ｒｏ ｔ ｏ ｅＰｉ 等办公应用工具 。 ｎ 第三方软件 ： 这个系统最好 的就是每个种类上都有完全多样化的第 三方软件可以用。 比 如像Ｗｉ ａ Ａ ｖｎｅ ｓ ｒ ｄａ ｃ ，可以细调界 面的外观 、使用 ｂ 手感 ，以及 相关 的功能 ，从而 弥补 了原系统设计上 的不 足。但 是 ，和 ｉ ｏｅ ｎｒｉ Ｉ ， Ｐ ｎ和Ａ ｄ ｄ ｑ 微软也没有专门的软件商店或官方 网站集 中提供 ｈ ｏ／同 第三方软件。 Ａｎ ｒｉ 内置程 序 ：紧密 的集成 了Ｇｏｇｅ ｄｏｄ ｏ ｌ的相 关服 务 ，￣ｌ ｏ ｇｅ Ｉ ｏ ｌ Ｇ
要。
１ 手 机运行 原理
１ 概述。手机有Ｃ Ｕ 存储器、输入输出设备 ，其中有一个 比 ） Ｐ 、 较重 要 的输入输出设备就是空中接 口 （ 移动终端与基站之间的接 口 ）。手机 通讯功能便 可以利用空中接 口协议和基站建立通信，然后完成语音和数 据 的传输。一般手机Ｃ Ｕ Ｐ 的芯片不是独立 的，而是基带处理芯片的一个 单元 ，也称被作Ｃ Ｕ Ｐ 核。手机的核心是基带处理芯片 ，其中包含 比较通 用 的Ｃ Ｕ Ｐ 核单元 、Ｄ Ｐ Ｓ 核单元 、 通信 协议处理单元 。空 中接 口要求的通 信功能由通信协议处理单元和手机协议软件一起完成 。而手机软件和Ｐ ｃ 机一样 。 ２ 单Ｃ Ｕ ） Ｐ 和双Ｃ Ｕ Ｐ 。大部分手机是单Ｃ Ｕ Ｐ ，也就是 只有基带处理芯 片中的Ｃ Ｕ Ｐ 核。通信协议、用户界面都要在这个ｃ ｕ Ｐ 核上运行 。不过Ｄ Ｐ Ｓ 核会分担一些计算量 比较复杂的程序算法 ，例如语音编解码 、安全层的 各种算法 、应用软件 的业务逻辑算法等。随着手机的发展 ，摄像头、蓝 牙 、ＭＰ 、ＭＰ 这些功 能可 以依靠硬件来实现 ，相对来说给Ｃ Ｕ的压力 ３ ４ Ｐ 不是很大 ， 但嵌入式浏览器 、虚拟机、嵌入式数据库、应用软件等就会 对ＣＵ Ｐ 资源有较高 的要求 。单Ｃ Ｕ Ｐ 的首要任务是完成通信协议 ， 并且通 信协议软件有着很精确的定时要求 ，因Ｉ Ｃ Ｕ Ｉ Ｐ 还要兼顾应用软件就 比 ￣＃ 较 困难 了。于是便有了双Ｃ Ｕ Ｐ 手机 。双Ｃ Ｕ Ｐ 手机的其中一个Ｃ Ｕ 门把 Ｐ专 通信协议做好，另一个Ｃ Ｕ Ｐ 负责ｕ 、虚拟机 、 Ｉ 嵌入式数据库 、 嵌入式浏 览器等功能。两个Ｃ Ｕ 以分开 ，或者做在一个芯片里。在市场上很多 Ｐ可 没有基带处理芯片开发能力 的手机设计公 司 （ ｅｉ ｕｅ）就购买 国 Ｄ ｓ ｎＨｏ ｓ ｇ 外的手机模块 ，在外面再加一块Ｃ Ｕ Ｐ 实现双Ｃ Ｕ Ｐ 。模块跑通信协议 ，自 己加的Ｃ Ｕ Ｉ Ｐ 跑ｕ 和应用软件 ，两者通过 串口通信。智能手机基本上全是 双ｃ ｕ ￣ ｉ ｏｅ ｎｒ ｄ Ｐ ｏｅ Ｐ ， Ｈ ｈｎ 、Ａ ｄ ｉ、Ｏ ｈｎ 、Ｗｉ ｏ ｓ ｏｉ 、Ｓｍ ｉ 、嵌入式 Ｐ ｏ ｎ ｗ ｂ ｅ ｙ ｂ ｎ ｄ Ｍ ｌ ａ “ ｎ 全是运行在第二块ｃ ｕ ｒ Ⅸ Ｐ 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Ｃ Ｕ 。双Ｃ Ｕ Ｐ上 Ｐ 的手机功能强 ，但它们一般体积大 ， 耗电多 ，成本高。大部分手机应用在单Ｃ Ｕ Ｐ 方案里也能实现 。现在国内 小巧 、实用 、低成本的单ｃ Ｕ Ｐ 方案还是 占据较大 的市场份额。 ３ 手机软件组成 。手机软件与Ｐ 机软件相同都是从 中断向量表开 ） Ｃ 始。复位的处理程序是 中断 向量 表的第一个跳转指令 ，然后是 中断处 理 、错误处理 的跳转指令 。当手机加 电后就跳转到复位 的处理程序 ，开 始检查 内存、初始化 ｃ 运行环境 ，然后创建第 一个任 务。其它任务会 由
第三方软件 ： 以通过Ｍ ｒ ｔ 可 ａｅ ｋ ￣者ｅｅ ａ ｅ ｏＭ ｒ ｔ ｋ Ｔ载。 ３ 结束 语 如今两种 智能机胜 出 ： Ｐ ｏｅ和Ａ ｄ ｉ ｉｈｎ ｎ ｒ ｄ共同优点 ：两者都是为 了 ｏ 以互联网为中心而开发的设备 ，都是功能众多而且十分有趣 ，都使用非 常易用 的全新程序对手机功能进 行了拓展 。不 同期 待 ：仅就 目前状态 而言 ，ｉ ｏｅ Ｐ ｎ 打败 了面世时间更短 、样式更粗糙的Ｇ ｏｌ Ｏ ， ｈ ｏｇ Ｓ 但是预计 ｅ ２ １年后 ，Ａ ｄ ｉ的开源设计及对第三方开发者的不加 限制 ，可能会让 ０２ ｎ ｒｄ ｏ ｄｉ ｍｄ 在面对更加封 闭的苹果操作系统时 ，取得优势。
表。
４ 第三方软件原理与运行环境。可 以通过数据线或者网络下载一 ） 些可执行文件到文件系统 中。然后有一个装载器可 以执行这些文件。这 样第三方就可以开发一些应用程序 ，下载到手机 中来扩充手机功能。第 三方软件在虚拟机中便可以运行 ，如：ｊ ａ 拟机 、 ａ／ ｖ￣ ｄ 第三方软件运 行在Ｄ ｌｋ ａ ｉ虚拟机等 。 ｖ
很小 的内核 ，而一般手机软件却有几百到上千个源文件 、超过一百万行 的代码 。协议栈 ：由于协议栈和基带处理芯片 的设计 密切相关 ，它是手 机软件中最复杂 的一部分 。开发协议栈 只有具备芯片设计能力的企业才 可能开发。协议栈会使用基带处理芯片的所有资源。数据业务 ： 数据业 务主要有两种 ：一种Ｐ 机通过手机 上网 ，网络协议全在Ｐ 机上 ，手机 Ｃ Ｃ 提供数据链路就相当一个调制解 调器 。另一种就是嵌入式数据业务 ，手 机内部包含 ｒ Ｃ Ｐ等协议 ，有时还要实现Ｈ ｒ 和嵌入式浏览器 。本 Ｐ Ｐ Ｉ ｒ