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基于ARM的Android操作系统移植研究

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21世纪初,随着后PC时代的到来,传统计算机的发展速度逐渐放缓,嵌入式系统以及移动互联网的发展增速加快,计算机发展的重心渐渐从PC转移到以智能终端为主导的嵌入式领域。移动互联网时代的到来,为我们带来了新的机遇和挑战。    2007年1月9日,在Macworld 2007大会上,苹果公司发布了第一代智能手机Iphone2G[3]。几乎同一时间,Google与其他33家手机制造商发布名为“Android"[4]的开放手机软硬件平台,包括移动电信、软件开发、手机制造在内的很多行业以及消费者都受到了很大的影响。
Android系统平台的开放意味着手机成本的降低,应用的多样性使得业务和数据流量增加;对软件开发者来说,Android平台源码的开放,会吸引更多自由软件的爱好者加入其中;Android平台的统一也使得应用程序可相容于不同型号、不同厂商的手机,免去为不同机型重复开发的困扰,提高软件的复用度,节省研发成本;Android App Store[6]的形式,会导致更多应用软件开发商和个人参与到其中来;对于手机制造商,开放手机联盟的出现,有利于高效开发、降低成本。厂商也可以更加容易地在平台上添加特有的设备和功能,开发出更具竞争力和差异化的产品;对于消费者,手机更加高档、智能化,应用更加丰富,价格更加低廉。
更为可观的是,Android系统己经正在被应用到越来越多的领域当中,比如,智能手机、平板电脑、上网本、数字电视、机顶盒、电子书阅读器等。
正是由于系统的开放、平台的多样化和快速更新的软硬件,必须熟练掌握嵌入式系统的开发流程尤其是Android操作系统的移植,才能缩短开发时间、降低开发成本和迅速占领市场。
另一方面,由于Android操作系统的复杂和硬件条件的限制,系统启动时间比较长,这大大地降低了用户体验,尤其是在数字电视、工业控制等应用领域,这种情况更为明显。这又使得优化Android启动时间显得尤为重要。
课程设计的出发点在于,为基于ARM的Android系统开发提供平台移植以及优化的经验。同时为数字电视提供平台基础。

基于ARM的Android操作系统移植研究
(1)应用程序(Applications)
该层包含系统的核心应用程序,包括地图、浏览器、SMS短消息等功能。
(2)应用程序框架(Application Framework)
该层是为开发人员准备的接口,通过该接口,可以开发具有个性化特点的应用,为应用添加通知栏管理、位置定位、拍照等功能。通过应用程序重用机制,可以对程序的组件进行组合。
(3)系统运行库(Libraries)
系统运行库包括支持音视频录制回放的媒体库、支持web浏览器的引擎等,这些库通过应用程序框架供开发者使用。
(4)Linux Kernel
该层是系统的操作系统。Android系统是基于Linux系统的,但是GNU/Linux系统中的大部分功能在Android中都是不支持的,该层主要是进行安全控制、程序管理、驱动程序模型等底层功能。

2.2 Android启动流程

Android 的启动流程从整体上可以划分为三个阶段:Uboot 启动、操作系统启动和Android 根文件系统启动。 前两个阶段 Uboot 和操作系统的启动的详细过程会在下面第四章讲述,本节着重讲述第三个阶段 Android 根文件系统的启动过程。 Android 根文件系统的启动是从 Linux 操作系统启动结束,Init 进程执行开始算起的,可以分为 Init 进程启动、本地服务启动、Android 服务启动和 Home  Activity启动。如图 2-2 所示:

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