无线信息设计在通用操作系统EPOC的应用

无线信息设备（wireless informatiON device）是集PDA与传统手机与一体的新型手持设备，随着无线通信网络的发展必将成为未来几年手持设备的发展趋势。这种设备与其它嵌入式设备有所不同，它面对的是广大消费者，具有型号多、功耗低、重量轻、体积小和移动性强的特性；而它的磁盘、内存、电池和CPU处理能力又都比较有限。因此，对于所采用的操作系统具有特殊的要求。

无线信息设备的操作系统占用内存要尽量少，并且支持高效的多任务及进程间通信机制；应具有有效的电源管理功能，适合利用电池供电；要连续运行多年而无需重新启动；确保用户数据安全可靠的存储；提供友好的图形用户界面；采用面向对象的设计方法，软件程序代码具有良好的可重用性；支持多种标准通信协议，以便接入国际互联网和与其它设备互连；提供开放的应用程序平台，便于第三方软件开发商提供多样的应用程序。

无线信息设备对操作系统的诸多要求中，高可靠性占了首要地位；而实现高可靠性的关键是其操作系统要具有高效的内存操作及管理机制，提供的编程机制要能够充分管理有限的内存空间，不造成任何的内存分配与回收错误。否则，极微小的内存泄漏故障经过长时间的积累都将导致灾难性的后果。

为开发一种适用于无线信息设备的通用操作系统，诺基亚、爱立信、摩托罗拉和Psion公司在1998年成立了一个联合企业Symbian,而后又有松下、西门子、三洋等公司加入。EPOC是1999年由Symbian宣布的32位操作系统，并在其后得到不断完善。现在，许多商用无线信息设备都采用EPOC作为操作系统，如诺基亚的9210以及爱立信的R380、MC218等。

一、EPOC操作系统简介

EPOC是一套可携式的实时操作系统，韧体储存在ROM中。最适用EPOC的中央处理器是ARM3,而在x86, ARM4 和STrongARM运作，只能执行源代码，部份应用程序无法执行。目前尚无法支持ARM's Thumb 和Motorola M*core等先进的可携式中央处理器，但Symbian已开始进行这方面的研究开发了。EPOC仿真窗口操作系统的环境，EPOC是一套32位的操作系统，主要包含两个组件：E32和F32,E32负责执行核心指令和服务器的功能，核心程序API也提供驱动硬件的功能。F32是提供档案服务、撰写新程序的API,和测试ROM的指令shell.

EPOC的操作接口和窗口操作系统非常类似，以可视化的操作方式为主，点选某一工作群的icon之后，会跳出该群组的窗口，窗口内有该群组的应用程序的icon可供用户点选。而为了增加使用者的工作效率，使用者也可以将常用的程序自定义在Extras Bar,当常用的程序层级过多时，Extras Bar可以很快的找到该应用程序。Third Party的程序也可以加入到Extras Bar之中。EPOC也提供了控制面板来调节系统设定，包括时间/日期、密码、声音、屏幕、电力、键盘、打印机调制解调器、拨接和热键设定等功能。

EPOC操作系统的主要特点：

*高可靠性。具有高效电源管理机，而且即使在电池耗尽的情况下，也能确保不丢失任何用户数据。由于采用特殊的编程规范，可以有效地管理系统内存资源的分配和回收，不会壬内存的泄漏。因此，以EPOC为操作系统的设备可连续运行多年而不需重新启动，这也是对无线信息设备的基本要求。

*采用面向对象的设计和编程，程序代码具有很好的可重用性。EPOC提供各种常用的32位应用程序接口函数，而且具有图形用户界面编程框架，可以方便地创建用户应用程序。系统支持Unicode,容易进行本地化。

*提供多种通信协议。支持标准的国际互联网通信协议（TCP/IP、PPP、Telnel、HTTP），电子邮件协议（POP3、SMTP、IMAP4）；提供GPRS、WAP等标准协议栈；具有蓝牙协议模块，增强了与其他设备的互连性；可以通过电缆或红外与PC机相连，进行数据同步和备份。

*参考模型的硬件配置充分考虑了无线信息设备的未来需求。采用ARM系列RISC处理器，具有较强的处理能力。利用ROM进行永久程序存储，并可通过外加快闪存储卡来扩展系统存储量。支持高分辨率彩色显示、触摸屏和笔输入，具有多媒体功能。

二、EPOC系统结构

EPOC操作系统采用模块化分层结构，其系统由许多模块组成。不同模块完成不同的功能，大的模块又分为几个组件。这种模块在保证整体结构紧凑的基础上，减弱了不同软件模块之间的依赖性，使得系统易于扩充。

EPOC系统有4个最主要的组成部分，如图2所示。

1.内核

内核是操作系统最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。内核的分类可分为单内核和双内核以及微内核。严格地