第1章android體系結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)環(huán)境.ppt

教材 胡文 寧世勇 Android嵌入式系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā) 基于Cortex A8 主要參考書(shū) 1 李善平等 Linux與嵌入式系統(tǒng) M 北京 清華大學(xué)出版社 2008 2 馬忠梅 徐英慧 ARM嵌入式處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用基礎(chǔ) M 北京 北京航空航天大學(xué)出版社 2007 參考資料 第1章Android體系結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)環(huán)境 什么是嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心 以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ) 且軟硬件可裁剪 適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能 可靠性 成本 體積 功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 一般由以下幾部分組成 嵌入式微處理器外圍硬件設(shè)備嵌入式操作系統(tǒng)特定的應(yīng)用程序 嵌入式系統(tǒng)基本概念 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)應(yīng)用的特定性和廣泛性技術(shù) 知識(shí) 資金的密集型高效性較長(zhǎng)的生命周期高可靠性軟硬一體 軟件為主 嵌入式系統(tǒng)基本概念 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 嵌入式系統(tǒng)基本概念 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 嵌入式系統(tǒng)基本概念 嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 交換機(jī) 路由器 消費(fèi)電子 手機(jī) MP4 電視機(jī)頂盒 數(shù)字電視 數(shù)碼照相機(jī) 辦公設(shè)備 打印機(jī) 傳真機(jī) 掃描儀 汽車電子 ABS 防死鎖剎車系統(tǒng) 車載GPS工業(yè)控制 各種自動(dòng)控制設(shè)備 嵌入式系統(tǒng)基本概念 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 嵌入式系統(tǒng)基本概念 幾種主流的嵌入式操作系統(tǒng)VxworksWindowsEmbeddedPalmOS嵌入式Linux 層次結(jié)構(gòu)及內(nèi)核完全開(kāi)放 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持功能 具備一整套工具鏈 廣泛的硬件支持特性 嵌入式系統(tǒng)基本概念 嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程 嵌入式系統(tǒng)基本概念 ARM的產(chǎn)品 嵌入式系統(tǒng)基本概念 ARM的產(chǎn)品ARM公司在經(jīng)典處理器ARM11以后的產(chǎn)品改用Cortex命名 并分成A R和M三類 為各種不同的市場(chǎng)提供服務(wù) 由于應(yīng)用領(lǐng)域不同 基于v7架構(gòu)的Cortex處理器系列所采用的技術(shù)也不相同 基于v7A的稱為Cortex A系列 基于v7R的稱為Cortex R系列 基于v7M的稱為Cortex M系列 嵌入式系統(tǒng)基本概念 ARM的產(chǎn)品ARMCortex A系列應(yīng)用型處理器可向托管豐富OS平臺(tái)和用戶應(yīng)用程序的設(shè)備提供全方位的解決方案 從超低成本手機(jī) 智能手機(jī) 移動(dòng)計(jì)算平臺(tái) 數(shù)字電視和機(jī)頂盒到企業(yè)網(wǎng)絡(luò) 打印機(jī)和服務(wù)器解決方案 Cortex A系列專用于具有復(fù)雜軟件操作系統(tǒng) 需使用虛擬內(nèi)存管理 的面向用戶的應(yīng)用 嵌入式系統(tǒng)基本概念 ARM的產(chǎn)品ARMCortex R實(shí)時(shí)處理器為要求可靠性 高可用性 容錯(cuò)功能 可維護(hù)性和實(shí)時(shí)響應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)提供高性能計(jì)算解決方案 ARMCortex M處理器系列是一系列可向上兼容的高能效 易于使用的處理器 Cortex M系列針對(duì)成本和功耗敏感的MCU和終端應(yīng)用 如智能測(cè)量 人機(jī)接口設(shè)備 汽車和工業(yè)控制系統(tǒng) 大型家用電器 消費(fèi)性產(chǎn)品和醫(yī)療器械 的混合信號(hào)設(shè)備進(jìn)行過(guò)優(yōu)化 嵌入式系統(tǒng)基本概念 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 1 1縱覽智能設(shè)備系統(tǒng) 昨日皇者 Symbian 塞班 對(duì)硬件的水平低 操作簡(jiǎn)單 省電 軟件資源多是Symbian系統(tǒng)手機(jī)的重要特點(diǎn) 高貴華麗 iOSiOS作為蘋(píng)果移動(dòng)設(shè)備iPhone和iPad的操作系統(tǒng) 在AppStore的推動(dòng)之下 成為了世界上引領(lǐng)潮流的操作系統(tǒng)之一 WindowsPhone昔日諾基亞高端商務(wù) BlackberryOS 黑莓 Blackberry是加拿大ResearchInMotion 簡(jiǎn)稱RIM 公司推出的一種無(wú)線手持郵件解決終端設(shè)備的操作系統(tǒng) 由RIM自主開(kāi)發(fā) Android2007年 Google公司推出了一款無(wú)與倫比的移動(dòng)智能設(shè)備系統(tǒng) Android 這是一種建立在Linux基礎(chǔ)之上的為手機(jī) 平板等移動(dòng)設(shè)備提供的軟件解決方案 1 1分析Android成功的秘訣 強(qiáng)有力的業(yè)界支持Android系統(tǒng)基于Linux內(nèi)核 是一款開(kāi)源的手機(jī)操作系統(tǒng) 正是因?yàn)槿绱?在Android剛剛嶄露頭角 各大手機(jī)廠商和電信部門紛紛加入到了Android聯(lián)盟當(dāng)中 研發(fā)陣容強(qiáng)大包括摩托羅拉 Google HTC 宏達(dá)電子 PHILIPS T Mobile 高通 魅族 三星 LG以及中國(guó)移動(dòng)在內(nèi)的34家企業(yè) 為開(kāi)發(fā)人員 精心定制 1 保證開(kāi)發(fā)人員可以迅速轉(zhuǎn)型為Android應(yīng)用開(kāi)發(fā) 2 定期召開(kāi)獎(jiǎng)金豐厚的Android大賽 3 開(kāi)發(fā)人員可以利用自己的作品賺錢 開(kāi)源開(kāi)源意味著對(duì)開(kāi)發(fā)人員和手機(jī)廠商來(lái)說(shuō)是完全無(wú)償免費(fèi)使用的 所以吸引了全世界各地?zé)o數(shù)程序員的熱情 于是很多手機(jī)廠商都紛紛采用Android作為自己產(chǎn)品的系統(tǒng) 這當(dāng)然也包括包括很多山寨廠商 因?yàn)槊赓M(fèi) 所以降低了成本 提高了利潤(rùn) 1 1智能設(shè)備兇猛來(lái)襲 常見(jiàn)的Android智能設(shè)備 1 智能電視 2 機(jī)頂盒 3 游戲機(jī) 4 智能手表 5 智能家居新興熱點(diǎn) 可穿戴設(shè)備可穿戴設(shè)備的發(fā)展前景分析 1 智能手機(jī)推動(dòng)力 2 跨國(guó)公司推動(dòng)力 3 用戶推動(dòng)力Android對(duì)穿戴設(shè)備的支持 AndroidWear北京時(shí)間2014年3月19日早間消息 谷歌在官方博客中公布了可穿戴設(shè)備操作系統(tǒng)AndroidWear的細(xì)節(jié) 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 應(yīng)用程序 Application 應(yīng)用程序框架 ApplicationFramework 函數(shù)庫(kù) Libraries 和Android運(yùn)行時(shí) AndroidRuntime Linux內(nèi)核 LinuxKernel 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 應(yīng)用程序 Application Android應(yīng)用程序是基于Java語(yǔ)言編寫(xiě)的 為使用者提供操作接口 使用者直接操作應(yīng)用程序 實(shí)現(xiàn)一定的功能 Android系統(tǒng)提供了計(jì)算器 聯(lián)系人 Contacts 電話 Phone 瀏覽器 Browser E mail客戶端 SMS短消息程序 日歷 地圖等內(nèi)核應(yīng)用程序 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 應(yīng)用程序 Application 開(kāi)發(fā)者還可以使用Android提供的組件編寫(xiě)滿足特定功能的應(yīng)用程序 由用戶開(kāi)發(fā)的Android應(yīng)用程序和Android內(nèi)核應(yīng)用程序是統(tǒng)一層次的 它們都是基于Android系統(tǒng)的API構(gòu)建的 API ApplicationProgrammingInterface 應(yīng)用程序編程接口 是一些預(yù)先定義的函數(shù) 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 應(yīng)用程序框架 ApplicationFramework 開(kāi)發(fā)人員可以訪問(wèn)內(nèi)核應(yīng)用程序所使用的API框架 應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了組件的重用 任何一個(gè)應(yīng)用程序都可以發(fā)布其功能塊 并且任何其他的應(yīng)用程序都可以使用應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)所發(fā)布的功能塊 不過(guò)要遵循框架的安全性限制 同樣 應(yīng)用程序重組機(jī)制也使使用者可以方便地替換程序組件 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 應(yīng)用程序框架 ApplicationFramework 隱藏在每個(gè)應(yīng)用后面的是一系列的系統(tǒng)的服務(wù) 這些系統(tǒng)服務(wù)包括 豐富且擴(kuò)展的視圖 ViewSystem 可以用來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序 這些視圖包括列表 List 網(wǎng)格 Grid 文本塊 TextBox 按鈕 Button 甚至可嵌入Web瀏覽器 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 應(yīng)用程序框架 ApplicationFramework 內(nèi)容提供器 ContentProvider 使應(yīng)用程序可以訪問(wèn)另一個(gè)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù) 如聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫(kù) 或者共享它們自己的數(shù)據(jù) 資源管理器 ResourceManager 提供非程序代碼資源的訪問(wèn) 如本地字符串 圖形和布局文件 LayoutFile 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 應(yīng)用程序框架 ApplicationFramework 通知管理器 NotificationManager 使得應(yīng)用程序可以在狀態(tài)列中顯示自定義的提示信息 活動(dòng)管理器 ActivityManager 用來(lái)管理應(yīng)用程序生命周期并提供常用的導(dǎo)航回退功能 窗口管理器 WindowManager 管理所有窗口程序 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 應(yīng)用程序框架 ApplicationFramework 包管理器 PackageManager 管理Android系統(tǒng)內(nèi)的程序通信管理器 TelephonyManager 管理Android系統(tǒng)的通信功能 定位管理器 LocationManager 提供Android系統(tǒng)的定位等相關(guān)服務(wù) 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 函數(shù)庫(kù) Libraries Android包括含一些C C 函數(shù)庫(kù) 這些函數(shù)庫(kù)能被Android系統(tǒng)中不同的組件使用 它們通過(guò)Android應(yīng)用程序框架為開(kāi)發(fā)者提供服務(wù) 這些內(nèi)核函數(shù)庫(kù)包括 Libc 標(biāo)準(zhǔn)C系統(tǒng)函數(shù)庫(kù) 它是專門為基于EmbeddedLinux的設(shè)備定制的 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 函數(shù)庫(kù) Libraries MediaFramework 基于PacketVideoOpenCORE 該函數(shù)庫(kù)支持多種常用的音效 視頻格式回放和錄制 同時(shí)支持靜態(tài)影像文件 編碼格式包括MPEG4 H 264 MP3 AAC AMR JPG以及PNG SurfaceManager 顯示子系統(tǒng)的管理 并且為多個(gè)應(yīng)用程序提供了2D和3D圖層的無(wú)縫融合 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 函數(shù)庫(kù) Libraries Webkit 提供Web瀏覽引擎的支持 SGL 底層的2D圖形引擎 OpenGLES 基于OpenGLES1 0APIs實(shí)現(xiàn) 該函數(shù)庫(kù)可以使用硬件3D加速 如果可用 或者使用高度優(yōu)化的3D軟加速FreeType 位圖 bitmap 和向量 vector 字體顯示 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 函數(shù)庫(kù) Libraries SQLite 一個(gè)對(duì)于所有應(yīng)用程序可用 功能強(qiáng)大的輕量級(jí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)引擎 SSL 安全套接層 SecureSocketsLayer 是為網(wǎng)絡(luò)通信提供安全及數(shù)據(jù)完整性的一種安全協(xié)議 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 Linux內(nèi)核Android的內(nèi)核系統(tǒng)服務(wù)如安全管理 內(nèi)存管理 進(jìn)程管理 網(wǎng)絡(luò)通信和驅(qū)動(dòng)模型依賴于Linux內(nèi)核 Linux內(nèi)核也同時(shí)作為硬件和軟件堆棧之間的抽象層 Android對(duì)Linux內(nèi)核的修改 這里講兩個(gè) Binder IPC Driver 提供高效率的進(jìn)程間通信 Inter ProcessCommunication 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 Linux內(nèi)核Binder IPC Driver 提供高效率的進(jìn)程間通信 Inter ProcessCommunication Android上層的應(yīng)用程序經(jīng)常要取用Android系統(tǒng)中的服務(wù) Android幾乎重新制作了一套自己的IPC 稱一般IPC會(huì)造成額外資源花費(fèi)和安全問(wèn)題 1 1Android體系結(jié)構(gòu)介紹 Linux內(nèi)核PowerMangerment 與臺(tái)式計(jì)算機(jī)或筆記本電腦不同 手持設(shè)備的電源一向相當(dāng)有限 必須想盡一切辦法省電 而又不能影響順暢的使用體驗(yàn) Android在此采取了頗為積極的做法 如果不使用 就關(guān)掉 如播放MP3 如果與此同時(shí)沒(méi)有執(zhí)行其他程序 那么LCD顯示器就可能被關(guān)閉 以便省電 安裝JDK環(huán)境變量的設(shè)置 配置三個(gè)系統(tǒng)變量CLASSPATHJAVA HOMEPath 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 安裝JDK環(huán)境變量的設(shè)置 配置三個(gè)系統(tǒng)變量CLASSPATH java加載類的路徑 設(shè)為 JAVA HOME lib JAVA HOME lib tools jar JAVA HOME JAVA HOME指明JDK的安裝路徑Path 使得系統(tǒng)可以在任何路徑下識(shí)別java命令 設(shè)為 JAVA HOME bin JAVA HOME jre bin 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 安裝JDK 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 安裝JDK環(huán)境變量的設(shè)置測(cè)試安裝是否成功 在命令提示符中輸入下列命令 開(kāi)始 運(yùn)行 cmd java versionjavajavac 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 安裝JDK 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 安裝JDK 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 安裝JDK 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 安裝JDK 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 安裝Eclipse創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備 AVD EclipseWindowAndroidVirtualDevices 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備 AVD 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備 AVD 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備 AVD 其中 HVGA為屏幕的分辨率VGA VideoGraphicsArray 即 顯示繪圖矩陣 相當(dāng)于640 480像素 HVGA Half sizeVGA 即 VGA的一半 分辨率為480 320 QVGA QuarterVGA 即 VGA的四分之一 分辨率為320 240 一般用于小屏 1 2搭建Windows下開(kāi)發(fā)環(huán)境 創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備 AVD WQVGA WideQuarterVGA 即 擴(kuò)大的QVGA 分辨率比QVGA高 比VGA低 一般是 400 240 480 272 WVGA WideVideoGraphicsArray 即 擴(kuò)大的VGA 分辨率為800 480像素 像三星i9000就是使用這分