下载 - Intel多核技术大学合作网站- Multicore in Intel

Report
智能手机发展报告
陈天洲
浙江大学-谷歌公司Android实验室
2010-6-10
http://multicore.zju.edu.cn/fatlab
浙
江
大
学
软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
agenda




1、智能手机
2、手机操作系统
3、操作系统对比
4、WebOS与Android
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
嵌入式系统:PDA



个人信息助理
掌上电脑
导航产品与谷歌地图
SONY GPS导航器
Nokia 6110 四频 HSDPA / GPS 导航器
Map-Star的GPS定位设备
3
PDA 手机 + GPS 导航= Dopod U1000,且支持SkyPE
华硕GPS导航器
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
嵌入式系统:手机


普通手机
智能手机


Nokia手机户外音响
与PDA结合
网络手机

gphone
Sony Ericsson超小型手机电
内置 DVB-H 移动电视手机
脑手机放在底座上成为电脑
韩国电信手机/电视遥
控器二合一产品
4
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
手机扩展

手表手机:M300





Nike的Speed+手表


结合 iPod 和运动计测
Matias公司让智能型手机可以插的键盘


1英寸的显示屏
USB接口
可播放音乐
支持蓝牙
手机能够使用各种软件,还能创造虚拟按键
IPad

电子书+上网本+游戏机
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软
硬
件
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同
设
计
实
验
室
嵌入式技术逐步桌面化

2007年计算机厂家进入手机市场


2008年互联网厂家进入手机市场


苹果iPhone
谷歌gPhone
革了谁的命?

传统手机厂家出境艰难
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
agenda




1、智能手机
2、手机操作系统
3、操作系统对比
4、WebOS与Android
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学
软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
操作系统

Symbian


Windows CE




3Com公司的产品,专用于掌上电脑,Palm OS节能、占有非常小的内
存、内置数据库,封闭操作系统
MeeGo


Mac OS X的衍生,类Unix系统, Objective-C
Palm OS


加拿大BlackBerry(黑莓),邮件是特色
对输入设备都做过特别设计,使输入设备可以频繁使用
iPhone OS


微软:“Windows Mobile 将熟悉的 Windows 体验扩展到了移动环境
中,所以您可以立即使用它投入工作。”
现在更名为Windows Phone 7
RIM


诺基亚为主,受谷歌冲击2010年2月开源,S60是主流
英特尔和诺基亚宣布整合Moblin和Maemo
Android,MontaVista

基于嵌入式Linux
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
Symbian



摩托罗拉、西门子、诺基亚→诺基亚→开源
前身是Psion公司的EPOC系统
实时性、多任务的纯32位操作系统



三个系统设计原则是:




用户数据的完整性和安全性至关重要
不能浪费用户的时间
所有的资源都是稀少的
第二代内核EKA2


抢占式的多任务调度和内存保护
具有功耗低、内存占用少等特点
可以运行在单处理器的手机:用户应用程序和手机信号栈两者都运行在一个
处理器上
Symbian OS 操作系统


按内核版本分有v6.1,v7.0,v8.0,v8.1,v9.1,v9.2等
按用户平台(界面)分有S60,S80,S90,UIQ,MOAP等。
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
WinCE

微软从计算机到嵌入式系统










1996-CE 1.0,手持计算机(Handheld PC),屏幕为 480 x 240
pixels、四色灰阶、2 MB 内存、44 MHz 处理器
1997-CE 2.x,Palm PC,支持彩色屏幕-与palm的纠纷
2000-CE3.0,PocketPC,Compaq iPAQ
2001- Pocket PC 2002,WinCE 3.0 核心,加入了手机功能的支持;
同年针对小型化智能型手机发表 Smartphone 2002
2002-Windows CE 4.0 .NET
2003-Windows Mobile 2003,以Windows CE 4.0 .NET为核心
2005-以 WinCE 5.0 为核心的操作系统 Windows Mobile 5.0,支持
3G 网络,具备永续性内存储存
一个版本到两个版本(pocket pc,mobile),再回到一个版本
精简的Windows 95
可以使用Windows平台上的编程工具(如VB、VC等)
10
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
Windows phone 7.0

Windows Mobile


2009年2月


微软的手持设备,主要有手机、PDA、随
身音乐播放器等
推出了Windows Mobile 6.5的手机
Phone 7已经接近成型
Motorola 企业版
HTC Windows Mobile 6.5
左图为 FR6000,右图为 FR68
11
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室

微软4月底发布了Windows Phone开发者工具CTP(社区技
术预览版)的最新版本




硬件









整合了最新发布的Visual Studio 2010正式版
为Windows Phone仿真器升级了Windows Phone 7系统镜像
2010年6月6日微软已经委托游戏开发公司Touch Dimensions
为Windows Phone 7手机平台开发20+休闲娱乐游戏
ARMv7-based applications processor
Hardware acceleration for the DirectX® application
programming interface
Capacitive multi-touch screen
Digital camera
Bluetooth and Wi-Fi connectivity
FM radio receiver
A-GPS
Accelerometer, compass, light, and roximity sensors
软件

基于Windows CE 7内核
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浙
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室

The following
diagram shows
the structure
and primary
components of
the architecture.
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浙
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学
软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
RIM

BlackBerry的经典设计


宽大的屏幕和便于输入的
QWERTY键盘,为拇指输入而优
化
最大特点就是手机和电子邮件的
融合


用户在任何有手机信号的地方接
收互联网电子邮件
推送邮件服务(push email)



新邮件自动由RIM的服务器传送
到手机服务运营商,然后直接推
送到黑莓终端上。
封闭源码
最新测试版本 5.0.0.411

2009年12月
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
Palm OS


Palm OS是3Com公司的产品,专用于掌上电脑。
主要特点:



良好的节能功能。
合理的内存管理,Palm OS占有非常小的内存。
数据以数据库的格式存储
奔迈Treo Pro
1996-PalmPilot 1000 2002-handera 330
胖梨Palm Pre
15
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
IPhone OS

iPhone OS 或 OS X iPhone是由苹果公
司为iPhone开发的操作系统



系统架构分为四个层次







iPhone、iPod touch以及iPad
以Darwin为基础的
内核操作系统层(the Core OS layer)
内核服务层(the Core Services layer)
媒体层(the Media layer)
可轻触层(the Cocoa Touch layer)
系统操作占用大概240MB的内存空间
源码模式:封闭源码+开放源码 组件
最新测试版本 4.0 (build 8A230m)

2010-04-8
浙
江
大
学
软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
IPad

一台iPad WiFi版的实际价值是259.60美元


触摸屏$95,金属后盖10.50美元,内部处理器等26.80美元
处理器A4

A4 封装有三层

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



SOC,包括ARM CPU+GPU
显示芯片(PowerVR SGX GPU)
ARM架构,1GHz主频,Cortex-A8单核心微架构


两层 RAM(三星 K4X1G323PE,256M)
一层含有微处理器。
BSN网站称是A9,是错误的
iPhone OS 3.2
17
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件
协
同
设
计
实
验
室
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件
协
同
设
计
实
验
室
2010年5月25日正式发布
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件
协
同
设
计
实
验
室
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硬
件
协
同
设
计
实
验
室
嵌入式Linux

目前正在开发的嵌入式系统中,49%的项目选择Linux作为嵌入式操
作系统。Linux现已成为嵌入式操作的理想选择。所有基于Linux的
EOS大多数具有以下特点:










精简的内核。性能高、稳定,多任务。
持多种体系结构。
提供良好的开发环境。能够提供完善的嵌入式GUI以及嵌入式X-Windows。
支持大量嵌入式应用程序。
用户可定制。可提供图形化的定制和配置工具。
丰富的硬件驱动。
提供完善的解决方案。针对嵌入式的存储方案,提供实时版本和完善的嵌入式解
决方案。
完善的中文支持。
开放源码。
手机linux操作系统


Android
MontaVista
21
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大
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
agenda




1、智能手机
2、手机操作系统
3、操作系统对比
4、WebOS与Android
浙
江
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学
软
硬
件
协
同 Symbian
设
计
实 Windows
验 Phone
室
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终端操作系统总体框架分析对比
基于其他 内核
系统
类型
开
源
性
是
CPU指令
集
首次发布时
间
最近发布时
间
ARM,
x86
1994
2010第一
季度
1999
2010年4月 6.0
最新版本
开发公司
或组织
EPOC
微内
核
Symbian Symbian
^3
Foundat
ion
Microsof
2000年4月 2010年2月 6.5.3
t
WinCE
混合
型
否
BlackBerry
无
未知
否
ARM,
MIPS,
x86,
SuperH
ARM
iPhone OS
Darwin 混合
型
否
ARM
2007年1月 2010年2月 3.1.3
Android
Linux
宏内
核
是
ARM
2008年10
月
2010年5月 2.2
Google
Palm
无
未知
否
ARM
1996
2007
Palm
webOS
Linux
宏内
核
部
分
ARM
2009年6月 2010年3月 1.4.1
HP
MeeGo
Linux
宏内
核
是
x86,
ARM
2010年3月 2010年5月 1.0
Intel,
Nokia
5.5
RIM
Apple
多任
务支
持
是
实
时
性
强
软件安装方式 内核编程语 应用编程语言 编程API
言
C++
C++,Java,J2ME,
数字 WINS
Python
Symbian 签名
API
是
强
C++
软件包,
Marketplac
e
证书 VS中集
和加 成
密
是
弱
软件包
App World
数字 有
签名
S60,
UIQ,
MOAP,
Qt
Window
s图形,
Silverlig
ht
BlackBe
rry图形
否
弱
App Store
数字 有
签名
Cocoa
Touch
Android
是
弱
Android
Market
权限 有
控制
Android
图形
Palm
否
弱
软件包
简单 有
加密
Palm图形
webOS
是
弱
软件包、在线 C
安装
MeeGo
是
弱
Intel
AppUp,
Ovi Store
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大
Symbian
学
软
硬
Windows
件
Phone
协
同
设
BlackBerry
计
实
iPhone OS
验
室
软件包
Ovi Store
C++,C#, .NET,
VB,Java
J2ME,
WinCE
API
C++
Java
J2ME,
BlackBer
ry API
C,C++, Objective- Cocoa
Objectiv C
Touch
e-C
Android
C,C++ Java
Java
Class
C
Palm
C,C++
API
C,C++
C,C++, webOS
API
HTML,
JavaScript,
AJAX
MeeGo
C,C++
API
安全 模拟器
性
用户界面
有
webOS
图形
无
Qt
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件
协
同
设
计
实
验
室
各方阵营及市场份额
2009年移动操作系统全球市场比例
webOS 其他
定制Linux Android
1%
0%
4%
5%
Windows Mobile
9%
Symbian
BlackBerry
iPhone
Symbian
47%
iPhone
14%
Windows Mobile
定制Linux
Android
webOS
BlackBerry
20%
其他
浙
江
名称
大
学
软
硬 Symbian
件
协BlackBerry
同
设
iPhone OS
计
实
验 Windows
室
2009年销量
2009年市场
占有率(%)
2008年销量
2008年市场
占有率(%)
80,878.6
46.9
72,933.5
52.4
34,346.6
19.9
23,149.0
16.6
24,889.8
14.4
11,417.5
8.2
15,027.6
8.7
16,498.1
11.8
Linux
8,126.5
4.7
10,622.4
7.6
Android
6,798.4
3.9
640.5
0.5
webOS
1,193.2
0.7
无
无
Other Oss
1,112.4
0.6
4,026.9
2.9
合计
172,373.1
100.0
139,287.9
100.0
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Mobile
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件
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同
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计
实
验
室
agenda




1、智能手机
2、手机操作系统
3、操作系统对比
4、WebOS与Android
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
智能手机操作系统的发展-WebOS


互联网操作系统,最新型的嵌入式操作系统
WebOS



内涵




运行在浏览器中的虚拟OS,是基于Web的服务的开放式集合
提供了WebOS API,能够根据WebOS API进行编程
能够在WebOS中打开应用程序
外延




基于网络(Web)的操作系统
Web operating system 或者Web-based Operating System
用户通过浏览器运行基于Web的在线应用
能实现PC操作系统上的各种操作
程序语言以PHP, XML, JS等Web语言为主,尽可能消灭高级语言
Android是典型的WebOS
28
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室

Web OS



Web operating system 或者Web-based Operating System
中文通常称为基于网络(Web)的操作系统
WebOS概念




WebOS是一个运行在浏览器中的虚拟的操作系统
更为广泛的定义是基于Web的服务的开放式集合(an open
collection of Web services)
最早是由UC Berkeley的穆罕默德.Amin.Vahdat等人提出1998
最初是为了解决在WWW(World Wide Web)下,Internet访
问时的资源不足,包括带宽、连接等
29

WebOS的提出者对WebOS的最初设计
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件
协
同
设
计
实
验
室
30
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硬
件
协
同
设
计
实
验
室
WebOS的功能

用户通过浏览器可以在这个WebOS上运用基于Web的在
线应用(Web Application)的操作来实现PC操作系统
上的各种操作(包括文档的存储,编辑,媒体播放等等)。





网络资源寻址
全球名称空间
远程执行程序(在客户端执行服务器程序)
资源管理
认证与安全
31
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硬
件
协
同
设
计
实
验
室


WebOS不仅仅是“the web as in HTTP”
具备了一些传统操作系统的特点



WebOS提供了WebOS API,能够根据WebOS API进行编程
能够在WebOS中打开应用程序
区别



使用PHP, XML, and JavaScript等Web语言实现
基于网页的操作系统
打开网页就等于进入了一个操作系统
32
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硬
件
协
同
设
计
实
验
室

Web OS支持丰富的网络操作





网页浏览
RSS阅读
直接支持一些Web API
提供集中的、全面的(涉及到方方面面的基础网络应用)、友好的
(便于使用)Web资源访问能力,是一组网络功能的集合
表现上可以是一个软件包,安装这个软件,可以方便地使用互联
网
33

Web API全称是Web Application Program Interface


网络应用程序编程接口
类似于微软提供的Windows API



微软的Windows API提供了本机的操作接口
Web API提供了网络的操作接口
把Web的基本操作程序封装在一起,称为Web OS有其合理性
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同
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计
实
验
室
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件
协
同
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计
实
验
室
WebOS的优点

基于Web的标准化程度很高,不同的程序和服务能够方便
的进行对接







尚未形成标准
有开源的WebOS可以参考
省去下载,免受病毒木马的骚扰
不用安装应用软件,免去维护,对硬件的要求低
软件的扩展性好,可以无缝的升级软件功能
对开发者而言更容易解决盗版问题,同样也解决了收费困
难的问题
终端随意选择

可以在不同浏览器、不同的操作系统运行程序,甚至可以在其他
的终端
35
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大
学
软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
缺点

执行效率低




带宽瓶颈
开发难度大


主要是js调试困难,而且浏览器的兼容性一直让开发者头大。webos如
果要进步的话,语言也同样需要改善
网络依赖性过强



因为webos中的程序运行的容器是浏览器;中间的环节是:webos运行
web service,浏览器运行webos,os运行浏览器,机器码运行os等4个
环节。
传统的程序运行环节仅仅是os 运行 software和机器码运行os 两个环节。
环节越多、耗损越大、效率越低
不能上网怎么办?服务器瘫痪怎么办?服务器数据库崩溃资料怎么办?
google目前有离线的浏览器应用程序,但需要在浏览器上装一个插件。
而一旦装了插件,他就已经无法理清与传统os软件的瓜葛了。
隐私性

操作在网上,数据在服务器上,因此有些事情可能无法百分百掌控了
36
已有的WebOS


基本处于Alpha或者beta状态
有多于30个的WebOS
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大
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
37
I-Cube

提供1G的在线存储和文件共享,多媒体支持和一些常用
办公工具。同时拥有一个email客户端和编程开发工具。
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大
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软
硬
件
协
同
设
计
实
验
室
38
EyeOS

开源软件,可以下载使用也可以在其服务器上在线使用。
拥有丰富的网络程序以及办公套件。
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件
协
同
设
计
实
验
室
39
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硬
件
协
同
设
计
实
验
室
Desktoptwo




基于Flash的功能齐全的WebOS
大部分服务都是以Flash的形式提供
以弹出窗口形式打开
提供了搜索,时钟和系统信息的Widget,还有停靠栏,
MP3播放器,RSS阅读器,即时通讯工具,
OpenOffice,HTML编辑器,笔记本和若干个其它的
小程序
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YouOS

提供了很多有用的应用程序


聊天客户端,IM软件,文件浏览器,RSS阅读器等等。这些程序
的响应速度比较快
存在一些问题,如缩放RSS阅读器大小时就显得不太流畅。
http://multicore.zju.edu.cn/fatlab
浙
江
大
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件
协
同
设
计
实
验
室
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同
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Craythur / G.ho.st

类似于Windows的操作界面
G.ho.st
Craythur
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同
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TomOS
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中文WebOS服务
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实
验
室
WebOS是下一代手机软件平台吗?
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优点





基于Web的标准化程度很高,不同的程序和服务能够方便的
对接
无需下载,维护方便,软件升级扩展性好
免受病毒木马的骚扰,容易解决盗版问题,解决了收费困难的
问题
可在不同浏览器、不同的OS上运行程序,甚至可以在其他的
终端
缺点

执行效率低





机器码运行os → os运行浏览器→浏览器运行webos →webos
运行web service
传统:机器码运行os → os 运行 software
网络依赖性过强 ,对网络要求高
WebOS本身开发难度大,js调试困难,浏览器的兼容性差
隐私性:操作在网上,数据在服务器上
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同
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实
验
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Android/chrome都是一种WebOS



Android: google phone
Chrome:google
browser
屏蔽底层OS/驱动/GUI




运行机制





Linux内核+apache
提供专业的Android平台应用
服务
手机开发厂商


免费的商业性使用
软件服务提供商

非OS的API
技术路线
完全开放开源
遵循Apache v2 License

提供上层应用以API


OS可以是linux或其他
驱动程序支持各种BSP
GUI可以是各类

可以方便的基于Android平台
添加个性化的应用和服务
收费

广告引擎
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同
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实
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Google手机发布
T-Mobile G1
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硬件
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
软件
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
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
高通MSM 7201处理器,GPS卫星导航、300万像素摄像头, 3.17
英寸触摸屏480x320 分辨率,1~8GB MicroSD卡
支持WCDMA/HSPA网络,理论下载速率7.2Mbps;支持Wi-Fi
Android操作系统
各种谷歌的服务
 Gmail、Google Maps、YouTube、Google日历、Google
Talk
Chrome精简版
一键搜索
Android Market下载,全免费
 基于图片的导航软件“BreadCrumbz”
 用手机唱卡拉OK的软件“TuneWiki”
179美元
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2.2版本,2010年5月19日发布

全新的JIT编译器



额外的可用RAM



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
Just In Time动态翻译
允许实时地将解释型程序自动编译成本机机器语言,以使程序执行的速
度更快
内核从2.6.29升级到2.6.32,可以寻址更大的RAM
增强支持OpenGL ES 2.0
支持Flash 10.1
APP2SD将支持软件安装到存储卡
修复多点触摸传感器的问题
激活轨迹球闪光色彩设置
增加FM收音机支持
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谷歌TV
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2010年5月19日发布,百万个电视台
硬件

英特尔的Atom CE4100 SoC(2009年发布的产品)





Sony的电视机
罗技的遥控器
软件
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


支持 1080p 影片播放、Blu-ray
支持 MPEG-4、3D绘图
Android 2.1
支持Flash 10.1
支持Android market的软件
与gphone互动

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Android手机当遥控器来操作Google TV
手机上正在看的东西,可以丢到google TV上播放
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硬
件
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同
设
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实
验
室
中移动OPhone及OMS(Open Mobile System)
是基于Android深度定制的实际产品
Widget应用

Java应用
本地应用
Flash应
用
Web应用
Flash
播放器
浏览器
基于Android深度定制的实际产品
Widget引擎
系统库
内核
Java
虚拟机
本地应用框架
图形库
多媒体
应用
协议栈
浏览器
引擎
DRM
……
文件管理
进程调度
操作系统
I/O操作
文件系统
中间件
系统功能
调用
网络功能
进程间通信
网络协议
应用平台
设备
驱动
程序
END

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