隨著3G時(shí)代的來臨，手機(jī)對(duì)嵌入式軟件提出了更為嚴(yán)格的要求，而在嵌入式軟件里邊，尤其重要的是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺(tái)。與2G和2.5G的手機(jī)相比，無論從復(fù)雜度或?qū)崿F(xiàn)上來說，3G手機(jī)都復(fù)雜的多。這就要求實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)平臺(tái)不僅要可靠、穩(wěn)定，而且要容易使用，具備良好的電源管理、支持空中下載、完善的調(diào)電保護(hù)機(jī)制等，同時(shí)要非常容易地和第三方的上層應(yīng)用軟件集成等。隨著手機(jī)中多CPU/DSP系統(tǒng)的增加，對(duì)分布式系統(tǒng)的支持也成為必然，這樣客戶就如在一個(gè)CPU里編程一樣方便。

　　本文針對(duì)下一代手機(jī)對(duì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的要求，結(jié)合Enea公司的OSE RTOS做了一個(gè)分析介紹。2005年全球銷售的2G/2.5G手機(jī)里15%使用Enea的OSE RTOS，WCDMA手機(jī)里40% -50%左右含有OSE RTOS；方案如愛立信、諾基亞、杰爾系統(tǒng)、英飛凌等；手機(jī)如：索愛、LG、NEC、夏普、三星、夏新、TCL等。

　　容易使用，維護(hù)成本少

　　軟件的開發(fā)難易程度在很大程度上直接影響了產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)度，同時(shí)軟件的維護(hù)成本也極大地影響了系統(tǒng)的成本。

　　傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)都是基與郵箱、管道和隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通訊的；對(duì)于一個(gè)固定大小的數(shù)據(jù)交換進(jìn)程間通訊(IPC)，開發(fā)者究竟是選擇郵箱，管道，還是隊(duì)列是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，而且會(huì)不同程度的影響系統(tǒng)的性能(數(shù)據(jù)被兩次復(fù)制)；整個(gè)系統(tǒng)中可能會(huì)有數(shù)一萬計(jì)的進(jìn)程間通訊，所以對(duì)于一般的軟件開發(fā)人員很難選擇一個(gè)的方法?！⊥瑫r(shí)傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)通過使用信號(hào)量等來實(shí)現(xiàn)同步，而信號(hào)量其固有的缺點(diǎn)：如死鎖、優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)等都會(huì)造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的出錯(cuò)處理都比較煩瑣：例如有一萬條內(nèi)存分配語句，就會(huì)有一萬條內(nèi)存出錯(cuò)判斷語句，這樣會(huì)很大程度地增加代碼的大小。

　　OSE操作系統(tǒng)是基于消息傳遞(Message-Passing)的體系結(jié)構(gòu)，這使進(jìn)程間通訊只需要通過消息(Message)就可非常容易的實(shí)現(xiàn)，而且數(shù)據(jù)是零拷貝的(只是指針發(fā)生變化)，這樣極大地提高了系統(tǒng)的性能。同時(shí)OSE的消息傳遞機(jī)制可用自動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步。OSE集中式的出錯(cuò)處理機(jī)制使系統(tǒng)的出錯(cuò)判斷變得非常簡(jiǎn)單：如上邊所說的有一萬條內(nèi)存分配的語句，OSE只需要一條集中式的出錯(cuò)判斷就夠了，而且這條語句會(huì)告訴用戶什么地方出了什么錯(cuò)，是什么樣的錯(cuò)誤，這樣極大地減少了系統(tǒng)的代碼，提高了系統(tǒng)的性能。

　　電源管理

　　電源管理是衡量操作系統(tǒng)一個(gè)非常重要的參數(shù)，因?yàn)檫@會(huì)很大地影響終手機(jī)的電池使用時(shí)間。一般的操作系統(tǒng)不提供或只提供一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電源管理，而要求開發(fā)者自己來實(shí)現(xiàn)電源管理，這會(huì)使開發(fā)者專著于開發(fā)操作系統(tǒng)本該有的部分，而會(huì)延長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)周期。

　　OSE提供的優(yōu)化電源管理機(jī)制使客戶專著于應(yīng)用程序的開發(fā)，而且這種機(jī)制已經(jīng)在數(shù)以億計(jì)的手機(jī)里運(yùn)行著。OSE內(nèi)核自帶的優(yōu)化電源管理機(jī)制極大地提高了手機(jī)的電池使用壽命。通過OSE的電源管理機(jī)制檢測(cè)后，客戶可以根據(jù)需要進(jìn)行不同程度的電源管理。

　　空中下載OTA：軟件的動(dòng)態(tài)熱升級(jí) 

 　　空中下載OTA的功能越來越多地受到重視。現(xiàn)在大部分可以空中下載的都是獨(dú)立與手機(jī)應(yīng)用的JAVA程序。而Native的C應(yīng)用程序運(yùn)行速度快，而且不需要很多內(nèi)存支持。所以實(shí)現(xiàn)Native的C應(yīng)用程序下載是非常重要的。這樣就對(duì)操作系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)：空中不僅下載Native的C應(yīng)用程序，而且要根據(jù)需要是否存入閃存里，以便下次手機(jī)啟動(dòng)時(shí)不需要重新下載。同時(shí)手機(jī)里原來的應(yīng)用程序可能也需要在線升級(jí)，或移除原來不用的應(yīng)用程序，而要求不影響手機(jī)的運(yùn)行；這些需要都對(duì)操作系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。

　　到目前為止，只有OSE可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能。通過OSE的軟件熱升級(jí)模塊，可以在線升級(jí)客戶的應(yīng)用程序，同時(shí)升級(jí)的應(yīng)用可以根據(jù)需要放入閃存里。客戶可以移除不需要的部分應(yīng)用，而不影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行。

　　只需NAND閃存的手機(jī)

　　由于手機(jī)的應(yīng)用越來越多，對(duì)內(nèi)存的需求越來越大。而傳統(tǒng)的NOR閃存與NAND閃存比較起來具有價(jià)格高、體積大的特點(diǎn)。因此開發(fā)只需NAND閃存的手機(jī)就成為迫切的需要，而這就要求操作系統(tǒng)來提供這部分的功能。OSE通過開發(fā)的Demand Paging技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)只需NAND閃存的手機(jī)。通過OSE的Demand Paging技術(shù)，客戶可以只使用標(biāo)準(zhǔn)的NAND閃存來對(duì)軟件進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)行，極大地減少了系統(tǒng)成本。

　　安全的內(nèi)存管理

　　內(nèi)存的管理在任何的嵌入式系統(tǒng)里都特別重要，因?yàn)檫@會(huì)極大地影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和安全性。傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配都不同程度地影響了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和安全性(有碎片)。為了實(shí)現(xiàn)分配的實(shí)時(shí)性和安全性，很多客戶在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)之上做了一層，從而實(shí)現(xiàn)了類似的功能。OSE的內(nèi)存分配是經(jīng)過近二十年的無數(shù)的客戶測(cè)試的安全的分配機(jī)制，使客戶只專著與開發(fā)客戶的應(yīng)用。同時(shí)OSE的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制在手機(jī)里也是特有的，并且有八年的歷史證明。

　　OSE的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制使手機(jī)的應(yīng)用程序和系統(tǒng)程序分離，極大地提高了系統(tǒng)的安全性。OSE的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配機(jī)制，支持沒有碎片的內(nèi)存安全分配機(jī)制，同時(shí)極大地提高了內(nèi)存的分配性能。

　　掉電保護(hù)

　　調(diào)電保護(hù)是非常明顯的而且非常重要的手機(jī)特性。在現(xiàn)有的手機(jī)中，大部分客戶都是根據(jù)需要自己做一定的保護(hù)機(jī)制。如果從整體考慮，操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)應(yīng)該在此扮演很重要的角色，可是現(xiàn)實(shí)情況并非如此。

　　Enea在世界手機(jī)巨頭的驅(qū)使下，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)很好的掉電保護(hù)處理：通過OSE的Crash Safe Flash文件系統(tǒng)來進(jìn)行保護(hù)，可以非常容易地對(duì)掉電進(jìn)行保護(hù)處理。

　　同一結(jié)構(gòu)的OS支持基帶和應(yīng)用處理器：多核支持 (ARM+DSP)

　　現(xiàn)在大部分的手機(jī)都是基帶處理器和應(yīng)用處理器的模式，手機(jī)里大多包含ARM和DSP，而且兩個(gè)部分都有很多代碼。在某種程度上用戶很可能要求應(yīng)用處理器的部分代碼移植到基帶處理器上，或基帶處理器上的部分代碼移到應(yīng)用處理器上。如果兩個(gè)處理器運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，這會(huì)給移植帶來很大的麻煩。而OSE即可以運(yùn)行在基帶處理器上，又可以運(yùn)行在應(yīng)用處理器上，所以非常容易來實(shí)現(xiàn)這種應(yīng)用，世界上除了OSE外，還沒有第二個(gè)OS支持這種應(yīng)用。同時(shí)OSE支持分布式應(yīng)用的模塊LINX使用戶非常容易地對(duì)多核系統(tǒng)進(jìn)行編程，如同在一個(gè)CPU里編程一樣。

　　OSE的內(nèi)核可以同時(shí)支持ARM和DSP，兩個(gè)版本的API幾乎一樣，從而使ARM上的代碼和 DSP上的代碼可以非常容易的相互移植。OSE支持分布式系統(tǒng)的模塊LINX使用戶非常容易地對(duì)多核系統(tǒng)進(jìn)行編程，如同在一個(gè)CPU里編程一樣。

　　手機(jī)數(shù)據(jù)庫

　　隨著手機(jī)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的增加，對(duì)手機(jī)數(shù)據(jù)庫的需求已經(jīng)成為必然。Enea根據(jù)市場(chǎng)的需求，開發(fā)了適用于手機(jī)市場(chǎng)的Polyhedra FlashLite關(guān)系型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，具有性能高、代碼小的特點(diǎn)；同時(shí)支持SQL語言，支持ODBC、JDBC標(biāo)準(zhǔn)。

　　開發(fā)工具

　　開發(fā)調(diào)試工具在軟件的開發(fā)過程中起著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的JTAG開發(fā)調(diào)試，只適合與小的應(yīng)用系統(tǒng)，如果系統(tǒng)有上千上萬個(gè)任務(wù)，使用JTAG就很難發(fā)現(xiàn)問題的所在。所以系統(tǒng)級(jí)的調(diào)試工具就變的非常容易。

　　OSE的系統(tǒng)級(jí)調(diào)試工具使用戶非常容易對(duì)系統(tǒng)的整體進(jìn)行調(diào)試，如可以看到內(nèi)存的Profile、CPU的Profile等OSE的軟仿真可以仿真實(shí)際系統(tǒng)。

　　第三方軟件和業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的支持

　　對(duì)第三方上層軟件和業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的支持也是衡量操作系統(tǒng)很重要的標(biāo)志。Enea已經(jīng)支持很多第三的軟件和業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。例如在Application Framework領(lǐng)域，Enea已經(jīng)和Access、Trolltech Pollex、Teleca Obigo、Feynman、Openwave、SKY Mobile Media等；在業(yè)界變準(zhǔn)方面，OSE支持POSIX標(biāo)準(zhǔn)，支持JAVA CLDC和CDC標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)Enea也是OMTP的成員。

　　Enea無線開發(fā)平臺(tái)