專利名稱：嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與固定計(jì)算技術(shù)以及移動計(jì)算相關(guān)的嵌入式技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種為一般的嵌入式操作系統(tǒng)提供完整的體系架構(gòu)的嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有的傳統(tǒng)移動計(jì)算與通信設(shè)備是一種完全封閉的體系結(jié)構(gòu)，這種傳統(tǒng)的手機(jī)大都不支持與Internet有關(guān)的數(shù)據(jù)瀏覽與服務(wù)，所以無法接入互聯(lián)網(wǎng)世界。即使在這類設(shè)備中嵌入了支持互聯(lián)網(wǎng)的有關(guān)協(xié)議，由于這種計(jì)算結(jié)構(gòu)本身是全封閉的，每一款手機(jī)內(nèi)部的應(yīng)用都是已經(jīng)固化好的，用戶也無法根據(jù)自己的個性化需要和移動電子商務(wù)的特殊需求來改運(yùn)或定制應(yīng)用程序。
最近推出的WAP手機(jī)與傳統(tǒng)的全封閉體系結(jié)構(gòu)的手機(jī)相比開放了很多，可以稱其為半開放體系結(jié)構(gòu)的移動計(jì)算與通信設(shè)備。這種半開放的體系結(jié)構(gòu)對傳統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)有了一些改進(jìn)，但從技術(shù)發(fā)展的角度來說仍屬于一個過渡階段的計(jì)算架構(gòu)，仍然存在以下缺陷所有的應(yīng)用都是基于瀏覽器的應(yīng)用，無法最大限度地利用移動計(jì)算設(shè)備的能力，也無法滿足千變?nèi)f化的客戶需求。
現(xiàn)有的嵌入式平臺都集中于嵌入式操作系統(tǒng)本身，例如微軟的掌上電腦操作系統(tǒng)等，不是一種全面的解決方案，主要缺陷如下1．開發(fā)語言不豐富；2．應(yīng)用模型以靜態(tài)居多；3．軟件結(jié)構(gòu)不開放；4．不能同時兼顧實(shí)時性和非實(shí)時性的要求；5．協(xié)議支持不豐富。
本發(fā)明目的是提供一種適合于企業(yè)、銀行、政府以及個人所需要的、安全、高效、低成本、高可用性的、可運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的終端產(chǎn)品的嵌入式開放平臺體系結(jié)構(gòu)，并且分別針對政府上網(wǎng)、辦公、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子商務(wù)等不同領(lǐng)域，可以開發(fā)定制化產(chǎn)品，提供各種應(yīng)用解決方案。
按照本發(fā)明的一種嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)，包括硬件抽象層1、實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2、非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3、協(xié)議對話層4、應(yīng)用構(gòu)架層5、應(yīng)用模塊6、7、8、9以及公共控件的編程接口10，其特征在于，硬件抽象層1是構(gòu)架在各種硬件平臺之上的，采用驅(qū)動程序的方式提取一層公共的硬件模式和編程接口，硬件抽象層1作為系統(tǒng)調(diào)用被上述各層結(jié)構(gòu)所用，實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2用來實(shí)現(xiàn)與實(shí)時性相關(guān)的各種實(shí)時性響應(yīng)，非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3用來實(shí)現(xiàn)各種非實(shí)時性功能，實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3采用共享內(nèi)存方式通信，調(diào)用硬件抽象層1的接口，充分利用硬件功能，并且為上述各層結(jié)構(gòu)提供動態(tài)系統(tǒng)調(diào)用和編程接口，協(xié)議對話層4是構(gòu)架在傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議之上的應(yīng)用級協(xié)議，協(xié)議對話層4是應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)化的紐帶，采用實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3的系統(tǒng)調(diào)用來完成底層通信，并且為上述各層結(jié)構(gòu)提供動態(tài)連接庫和應(yīng)用編程接口，應(yīng)用構(gòu)架層5構(gòu)架在協(xié)議對話層4之上，也可以直接構(gòu)架在實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3組成的操作系統(tǒng)之上，應(yīng)用構(gòu)架層5是所有應(yīng)用功能的組成框架，應(yīng)用構(gòu)架層5通過系統(tǒng)調(diào)用或動態(tài)連接庫來使用實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3組成的操作系統(tǒng)或協(xié)議對話層4，并且提供給各種應(yīng)用以應(yīng)用模式或編程接口，應(yīng)用模塊6、7、8、9是構(gòu)架在應(yīng)用構(gòu)架層5應(yīng)用框架層之上的具體應(yīng)用模塊，同時支持無線應(yīng)用協(xié)議與超文本傳輸協(xié)議的瀏覽器，用于解釋應(yīng)用程序的虛擬機(jī)，應(yīng)用模塊6、7、8、9都遵從應(yīng)用構(gòu)架層5的應(yīng)用框架，采用動態(tài)連接庫和系統(tǒng)編程接口的調(diào)用來訪問協(xié)議會話層4和操作系統(tǒng)層，公共控件和編程接口10可以被上述全部結(jié)構(gòu)所采用，也可以被上述部分結(jié)構(gòu)所采用。
本發(fā)明的嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)具備如下優(yōu)點(diǎn)1．多樣的開發(fā)語言；2．動態(tài)的應(yīng)用模型；3．開放的軟件結(jié)構(gòu)；4．同時兼顧實(shí)時性和非實(shí)時性的要求；5．協(xié)議支持豐富。


圖1是本發(fā)明的嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示，本發(fā)明的嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)包括四個功能層和一個功能平面。這種分層設(shè)計(jì)參考于OSI的七層模型，功能平面包括所公用的編程接口、控件和中間件，具體描述如下硬件抽象層1是構(gòu)架在各種硬件平臺之上的，采用驅(qū)動程序的方式提取出一層公區(qū)的硬件模式和編程接口，硬件抽象層作為系統(tǒng)調(diào)用被以上各層結(jié)構(gòu)所用，硬件抽象層1可以使用公共控件和編程接口10，來實(shí)現(xiàn)一些具體的硬件功能。實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2，用來實(shí)現(xiàn)與實(shí)時性相關(guān)的各種實(shí)時性響應(yīng)。非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3，即傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)內(nèi)核，用來實(shí)現(xiàn)各種非實(shí)時性功能，例如各種豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3是整個嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)的核心之一，采用共享內(nèi)存方式通信，調(diào)用硬件抽象層的接口，充分利用硬件功能，并且為以上各層結(jié)構(gòu)提供動態(tài)系統(tǒng)調(diào)用和編程接口，實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3可以用公共控件的編程接口10來實(shí)現(xiàn)一些具體的操作系統(tǒng)功能。協(xié)議對話層4構(gòu)架在由實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3，組成的操作系統(tǒng)之上，包含各協(xié)議棧，所有協(xié)議棧都是可以動態(tài)加載的，這些協(xié)議都是指構(gòu)架在傳輸架在傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議之上的應(yīng)用級協(xié)議。協(xié)議對話層4是應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)化的紐帶，采用實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3的系統(tǒng)調(diào)用來完成底層通訊，并且為以上各層結(jié)構(gòu)提供動態(tài)連接庫和應(yīng)用編程接口。協(xié)議對話層4可以使用公共控件和編程接口10來實(shí)現(xiàn)一些具體的協(xié)議棧，應(yīng)用構(gòu)架層5可以構(gòu)架在結(jié)構(gòu)4協(xié)議對話層之上，也可以直接構(gòu)架在實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3組成的操作系統(tǒng)之上。應(yīng)用構(gòu)架層5是所有應(yīng)用功能的組成框架，包括系統(tǒng)資源管理器，應(yīng)用程序管理器，應(yīng)用程序信息數(shù)據(jù)庫和多語言映射等。應(yīng)用構(gòu)架層通過系統(tǒng)調(diào)用或動態(tài)連接庫來使用實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核2與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核3組成的操作系統(tǒng)或協(xié)議對話層，并且提供給各種應(yīng)用以應(yīng)用模式或編程接口。應(yīng)用構(gòu)架層5可以使用公共控件和編程接口10來實(shí)現(xiàn)一些具體的應(yīng)用功能。應(yīng)用模塊6、7、8、9是構(gòu)架在應(yīng)用框架層之上的具體應(yīng)用模塊。例如，同時支持無線應(yīng)用協(xié)議與超文本傳輸協(xié)議的瀏覽器，用于解釋應(yīng)用程序的虛擬機(jī)等等。模塊8代表與模塊6，模塊7類似的其他應(yīng)用程序模塊。模塊6，模塊7，模塊8，模塊9都遵從應(yīng)用框架層5的應(yīng)用框架，采用動態(tài)連接庫和系統(tǒng)編程接口的調(diào)用來訪問協(xié)議會話層與操作系統(tǒng)層。模塊6，模塊7，模塊8，模塊9可以使用公共控件和編程接口10來實(shí)現(xiàn)一些特殊的應(yīng)用。
圖2是采用本發(fā)明的嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)的信息終端的結(jié)構(gòu)示意圖，該信息終端的硬件環(huán)境如下1．核心處理芯片采用英特爾公司的精簡指令集的高效處理芯片；2．地址總線緩存地址總線是32位的，并且支持高速數(shù)據(jù)緩存區(qū)；3．譯碼器與閃存地址譯碼器能夠高效的解釋總線上的信息，閃存作為類似硬盤的存儲器使用；4．麥克風(fēng)與揚(yáng)聲器麥克風(fēng)為語音輸入話筒，揚(yáng)聲器為語音輸出喇叭；5．液晶顯示器液晶顯示器可支持1024*768的分辯率。
6．串行并行通道即普通的串口/并口通信通道；7．網(wǎng)絡(luò)適配器即網(wǎng)卡；8．標(biāo)準(zhǔn)輸入鍵盤即普通微機(jī)上用的鍵盤。
該信息終端采用嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)，具體實(shí)現(xiàn)了四個功能層，現(xiàn)逐一描述如下結(jié)構(gòu)11是硬件抽象層的具體實(shí)現(xiàn)。它包括輸入輸出驅(qū)動程序，串行/并行通信驅(qū)動程序，聲音驅(qū)動程序和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序。輸入輸出驅(qū)動程序指的是鍵盤驅(qū)動和顯示驅(qū)動。顯示驅(qū)動支持高分辯率的真才顯示。串行/并行通信驅(qū)動程序與傳統(tǒng)個人電腦上的串/并口驅(qū)動程度相同。聲音驅(qū)動程序是指聲音的輸入輸出的驅(qū)動程序。網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序也與傳統(tǒng)個人電腦的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序相同。結(jié)構(gòu)12是實(shí)時性操作系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。它包括一個具體的實(shí)時性模塊和一個實(shí)時抽象接口。結(jié)構(gòu)13是非實(shí)時性操作系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。它是一個傳統(tǒng)的經(jīng)過剪裁的嵌入式操作系統(tǒng)。通過共享內(nèi)存的方式與結(jié)構(gòu)12的實(shí)時性操作系統(tǒng)通信。結(jié)構(gòu)14是協(xié)議對話層的具體實(shí)現(xiàn)。它包括傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議，無線應(yīng)用協(xié)議，網(wǎng)上聊天協(xié)議，股票交易協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)游戲協(xié)議。傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議是國際互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。無線應(yīng)用協(xié)議是一種新型的無線應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)上聊天協(xié)議是一種基于消息的協(xié)議，目前正在被廣泛地采用。股票交易協(xié)議是一種與證券公司綁定在一起的，用于股票交易的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)游戲協(xié)議包括網(wǎng)絡(luò)橋牌，網(wǎng)絡(luò)象棋等其他網(wǎng)絡(luò)游戲的通信協(xié)議。結(jié)構(gòu)15是應(yīng)用構(gòu)架層的具體實(shí)現(xiàn)。它包括系統(tǒng)資源管理器，應(yīng)用程序管理器和應(yīng)用程序信息數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)資源管理器是指圖標(biāo)、字體、語言等的管理。應(yīng)用程序管理器是指應(yīng)用程序的啟動、關(guān)閉、通信等的管理。應(yīng)用程序信息數(shù)據(jù)庫是指應(yīng)用程序的注冊、位置、關(guān)聯(lián)等的管理。結(jié)構(gòu)16是瀏覽器的具體實(shí)現(xiàn)。它包括對傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議和無線應(yīng)用協(xié)議的支持。結(jié)構(gòu)17是虛擬機(jī)的具體實(shí)現(xiàn)。它是一個解釋語言和腳本語言的解釋器和運(yùn)行環(huán)境。結(jié)構(gòu)18是媒體播放器的具體實(shí)現(xiàn)。它是一個用于多媒體播放的應(yīng)用程序，例如歌曲播放，圖像播放等等。結(jié)構(gòu)19是網(wǎng)絡(luò)游戲器的具體實(shí)現(xiàn)。它是一個網(wǎng)絡(luò)游戲的容器，包括多種網(wǎng)絡(luò)游戲的客戶端接口。
嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)是基于國際互聯(lián)網(wǎng)所從事的商務(wù)活動中安全、高效、低成本的開發(fā)手段，在某種程序上決定了電子商務(wù)在某一國家(地區(qū))是否能夠得以實(shí)現(xiàn)，也從客觀上決定了網(wǎng)上通等電子商務(wù)形式的現(xiàn)實(shí)可行性，能夠直接促進(jìn)我國電子商務(wù)和金融信息化的發(fā)展，具有重要的社會意義，也必將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1．一種嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)，包括硬件抽象層(1)、實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(2)、非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(3)、協(xié)議對話層(4)、應(yīng)用構(gòu)架層(5)、應(yīng)用模塊(6)、(7)、(8)、(9)以及公共控件的編程接口(10)，其特征在于，硬件抽象層(1)是構(gòu)架在各種硬件平臺之上的，采用驅(qū)動程序的方式提取一層公共的硬件模式和編程接口，硬件抽象層(1)作為系統(tǒng)調(diào)用被上述各層結(jié)構(gòu)所用，實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(2)用來實(shí)現(xiàn)與實(shí)時性相關(guān)的各種實(shí)時性響應(yīng)，非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(3)用來實(shí)現(xiàn)各種非實(shí)時性功能，實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(2)與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(3)采用共享內(nèi)存方式通信，調(diào)用硬件抽象層(1)的接口，充分利用硬件功能，并且為上述各層結(jié)構(gòu)提供動態(tài)系統(tǒng)調(diào)用和編程接口，協(xié)議對話層(4)是構(gòu)架在傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議之上的應(yīng)用級協(xié)議，協(xié)議對話層(4)是應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)化的紐帶，采用實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(2)與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(3)的系統(tǒng)調(diào)用來完成底層通信，并且為上述各層結(jié)構(gòu)提供動態(tài)連接庫和應(yīng)用編程接口，應(yīng)用構(gòu)架層(5)構(gòu)架在協(xié)議對話層(4)之上，也可以直接構(gòu)架在實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(2)與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(3)組成的操作系統(tǒng)之上，應(yīng)用構(gòu)架層(5)是所有應(yīng)用功能的組成框架，應(yīng)用構(gòu)架層(5)通過系統(tǒng)調(diào)用或動態(tài)連接庫來使用實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(2)與非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(3)組成的操作系統(tǒng)或協(xié)議對話層(4)，并且提供給各種應(yīng)用以應(yīng)用模式或編程接口，應(yīng)用模塊(6)、(7)、(8)、(9)是構(gòu)架在應(yīng)用構(gòu)架層(5)應(yīng)用框架層之上的具體應(yīng)用模塊，同時支持無線應(yīng)用協(xié)議與超文本傳輸協(xié)議的瀏覽器，用于解釋應(yīng)用程序的虛擬機(jī)，應(yīng)用模塊(6)、(7)、(8)、(9)都遵從應(yīng)用構(gòu)架層(5)的應(yīng)用框架，采用動態(tài)連接庫和系統(tǒng)編程接口的調(diào)用來訪問協(xié)議會話層(4)和操作系統(tǒng)層，公共控件和編程接口(10)可以被上述全部結(jié)構(gòu)所采用，也可以被上述部分結(jié)構(gòu)所采用。
全文摘要
一種嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu),包括:硬件抽象層(1)、實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(2)、非實(shí)時性操作系統(tǒng)內(nèi)核(3)、協(xié)議對話層(4)、應(yīng)用構(gòu)架層(5)、應(yīng)用模塊(6)、(7)、(8)、(9),以及公共控件和編程接口(10),本發(fā)明的嵌入式開放平臺的體系結(jié)構(gòu)是基于國際互聯(lián)網(wǎng)所從事的商務(wù)活動中安全、高效、低成本的開發(fā)手段,也決定了網(wǎng)上通道等電子商務(wù)的現(xiàn)實(shí)可行性,具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號G06F17/00GK1313562SQ0111800
公開日2001年9月19日 申請日期2001年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月15日
發(fā)明者劉巖, 曹洪偉, 康書剛, 王毅博 申請人:北京慧訊信息技術(shù)有限公司