正當(dāng)移動電話制造商（oem）擁抱linux作為下一代智能電話的平臺的時候，開發(fā)和布置這樣的設(shè)備還在面臨著技術(shù)上的挑戰(zhàn)。　　特別的是oem們必須保證電話具有電源管理，快速引導(dǎo)，集成的無線接口，先進(jìn)的多媒體功能，吸引人的小尺寸gui以及各種的pim應(yīng)用－而且所有的這些全部集成和運(yùn)行在一個適度的手機(jī)儲存空間里面。這也是嵌入linux 開發(fā)者所面臨的挑戰(zhàn)，不同于pc，電話設(shè)計并不是建立在一個標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)上面。文章詳細(xì)闡述了基于linux的移動電話開發(fā)的各種技術(shù)問題，涉及到關(guān)鍵的linux技術(shù)和支持電話開發(fā)開源項目的可用性和成熟性。另外，文章還討論了移動運(yùn)營商提出的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面的問題。 　　全球移動電話的市場正在爆炸性的增長，分析機(jī)構(gòu) idc 2005年q2的報告中指出，手機(jī)市場增長了近34％，全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，近7億部手機(jī)正在oem工廠設(shè)計和生產(chǎn)很快將進(jìn)入百姓的手中，分析公司gartner 預(yù)測到2009年，全球移動電話的安裝數(shù)量將達(dá)到26億部。對于以linux為中心的it工業(yè)而言,這些數(shù)字相對于linux的發(fā)貨和服務(wù)器的安裝,即使是全球的桌面市場的數(shù)量也是巨大的.這樣的移動 電話市場即代表了一個爆炸性增長的機(jī)會也表示了它在終端市場的占有率,而且它也是對于linux 已經(jīng)占領(lǐng)的基于電信,企業(yè)和嵌入式linux 的設(shè)備市場的一個很好的補(bǔ)充。 　　為什么是linux和無處不在的linux? 　　在過去3年linux 作為移動電話的os平臺已經(jīng)取得了相當(dāng)大的收獲。oem 如lg、 摩托羅拉、 nec、 松下 和三星已經(jīng)銷售了20余款 linux 電話,另外還有中國品牌的大唐、e28（上海毅仁信息科技）、 海爾和 中興, 諾基亞 和其他的oem也已經(jīng)開始銷售基于linux 的無線voip 終端。無論是大型還是小型的oem都正在選擇linux 作為智能手機(jī)的策略平臺,這里面即有技術(shù)原因也存在經(jīng)濟(jì)的因素。在技術(shù)層面,oem們選擇linux 是因為它的性能,可靠性,標(biāo)準(zhǔn)的tcp/ip網(wǎng)絡(luò)和靈活性，在經(jīng)濟(jì)方面, linux 可以給oem 們更低的開發(fā)和布置成本,更多的供應(yīng)商或者自己開發(fā)的方案, linux還可以給oem 們一個廣泛開發(fā)的商業(yè)技術(shù)生態(tài)環(huán)境和一個可能的機(jī)會 ——統(tǒng)一的產(chǎn)品線和工程投入以支持多層次的產(chǎn)品(包括智能手機(jī),功能手機(jī)和入門級手機(jī)),多種網(wǎng)絡(luò)制式(gsm, cdma, wcmda 和wi-fi)以及運(yùn)營商日益變化的需要。 　　因為這些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的利益, linux 電話的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到市場總量的1-2% ,在智能手機(jī)這個快速增長的領(lǐng)域里linux 正在占據(jù)著一個強(qiáng)有力的位置,智能手機(jī)的市場份額正以每年85%增長,而linux 有25%的市場份額(gartner2005年的數(shù)據(jù)),遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先windows mobile ,只比symbian os 落后一個百分點(diǎn)。 　　電話的分類 　　劃分電話的類型不是一個精確的科學(xué)過程,甚至也不是一個準(zhǔn)確的市場活動。某些功能電話的顯著特點(diǎn)(如email,圖像處理)已經(jīng)是今天各種價格的電話的基本功能了。即使今天智能手機(jī)所具有的特性也許是6個月后所有手機(jī)都有的功能,今天你以為物有所值的功能手機(jī),在假期結(jié)束以后已經(jīng)淪為可以作為禮品的入門手機(jī)了,而且它們可能只有從春天到夏天的一個季節(jié)生命周期。 　　智能手機(jī)的陷阱 　　比較起把開源的os放在一個低端手機(jī)上，發(fā)布一款智能手機(jī)是相對容易多了。因為智能手機(jī)的售價和利潤都高，它可以有允許更多的bom(材料成本)和軟硬件空間實(shí)現(xiàn)多媒體、顯示和射頻基帶（rf）等電話關(guān)鍵功能。一般情況下智能手機(jī)的應(yīng)用os(linux, windowsmobile, 等)是運(yùn)行在一個專門的應(yīng)用處理器上，同時另外的一個cpu 和dsp處理語音，多媒體和rf功能。智能手機(jī)的購買者是典型的成熟用戶，他們熱衷于新技術(shù)，并且對于由于新的技術(shù)和功能代來的電池消耗等問題更有相當(dāng)?shù)膶捜荻取?　　然而到目前為止智能手機(jī)只占有整個手機(jī)市場的6％，如果linux開發(fā)者真正希望進(jìn)入廣闊的手機(jī)市場，linux 手機(jī)平臺必須支持中端手機(jī)或者“功能手機(jī)”的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面的要求。這些手機(jī)在技術(shù)方面無法和智能手機(jī)賽跑，硬件方面也無法和智能手機(jī)相比，一個低成本的bom 意味著運(yùn)行在應(yīng)用處理器上的linux 不得不面對所有的語音，數(shù)據(jù)，rf和圖形任務(wù)。一個運(yùn)行在0－200mhz的單芯片cpu 的linux電話需要電源管理和合適的儲存空間以匹配linux 的運(yùn)行和成本的控制要求。 　　社會團(tuán)體和各國政府正在幫助縮小全球數(shù)字化的鴻溝，我們可以大膽的想象這是一款針對發(fā)展中國家的低收入人群開發(fā)的電話（可以認(rèn)為是個瘦ubuntu：一種時下流行開源的linux），就好像是目前難以讓人琢磨的$100 電腦一樣，下一個也許是“免費(fèi)的” linux 電話了。 　　隨著時間的流失，中端甚至低端電話的硬件都可以滿足linux 的要求，但是同時這些手機(jī)的利潤也變得越來越薄。過去10余年電池技術(shù)不能以一個適度的速度提升，這就意味著應(yīng)用不能和時鐘的提速相匹配。所以如果linux電話要跳出智能手機(jī)的桎梏，它必須采用新的功能并改進(jìn)和合并許多現(xiàn)有的功能以應(yīng)對面臨的挑戰(zhàn)。　　技術(shù)挑戰(zhàn) 　　開放軟件開發(fā)試驗室（osdl.org）最近發(fā)起了新的行動計劃－mli(mobile linux initiative)，目的是培養(yǎng)和支持linux 在移動電話手機(jī)的應(yīng)用。mli目前的首要任務(wù)是使linux 成為更適合手機(jī)的os 平臺。下面列舉的一些問題來自mli的參與者和有興趣的合作伙伴，特別是手機(jī)制造商和芯片供應(yīng)商? 　　電源管理 　　今天，如果便攜式設(shè)備制造商想要提供一個基于linux和有電源管理的設(shè)備，他們將面對各種方案而不知所措。 　　oem可以參考以筆記本為代表的桌面系統(tǒng)的電源管理，如acpi和apm，在內(nèi)核的郵件列表中關(guān)于桌面電源管理的討論確實(shí)也是最多的，非x86/ia-32 結(jié)構(gòu)的筆記本硬件，oem可以使用針對蘋果powerpc 的pmu。 嵌入式的oem如果是使用arm授權(quán)的芯片可以借助arm公司的lem框架，或者使用10余家arm授權(quán)芯片公司也有自己的電源管理方案（如freescale, intel, nec, samsung, ti等）。 　　mips和mips授權(quán)芯片公司，freexscale，ibm power 框架 , renesas 和 hitachi產(chǎn)品線也有自己的更加獨(dú)特的能源管理協(xié)議和方法。oem當(dāng)然可以選擇像montavista 的 dpm和其他嵌入式linux供應(yīng)商的方案。選擇當(dāng)然是一件好的事情，但是太多的選擇會導(dǎo)致方案支離破碎的狀況和應(yīng)用缺少可再用性。應(yīng)對電源管理的問題，osdl mli的成員和工業(yè)界已經(jīng)表達(dá)了一種愿望，即一個統(tǒng)一的，跨處理器平臺的電源管理途徑，或者一個主流的，更高層次的，可以覆蓋嵌入式，桌面和刀片服務(wù)器能源管理的體系結(jié)構(gòu)。 　　無線電接口 　　今天的linux智能手機(jī)中，gprs接口是被集成在一個調(diào)制解調(diào)器里面，它包含一個cpu核，dsp和支持無線通訊的 rf硬件。很像一個調(diào)制解調(diào)器——許多智能手機(jī)和這些嵌入式處理器是通過一個串口上的at命令進(jìn)行通訊的。這種靠卸載無線電功能來簡化智能手機(jī)設(shè)計的方法是可行的，但是這將會進(jìn)一步增加整個手機(jī)的成本。今天，一些富有經(jīng)驗的設(shè)計已經(jīng)去掉了調(diào)制解調(diào)器，把基帶接口開放給了應(yīng)用處理器（像目前中低端的手機(jī)使用nucleus這種情況），但是這樣會給即使是最新linux的實(shí)時性技術(shù)（搶占和開源的實(shí)時補(bǔ)丁－下面還會提到）帶來相當(dāng)?shù)膲毫Α�gsm或者cmda無線協(xié)議信令幀大約是800－900微秒的時間，如果你們是x86/ia-32 或者是powerpc處理器一般都是500 mhz 到1.5 ghz cpu 時鐘, 一個毫秒以內(nèi)的最壞情況的響應(yīng)是很容易到達(dá)的，但是如果是處理器時鐘在0－200 mhz,的arm cpu，基于linux的硬實(shí)時的中端響應(yīng)和搶占延遲仍然是具有挑戰(zhàn)的。另外的一個挑戰(zhàn)的領(lǐng)域是把已經(jīng)非常成熟的電話協(xié)議棧移植到linux上.，這種軟件是基于傳統(tǒng)的rtos開發(fā)和優(yōu)化的，像nucleus 和 rex。這些多層協(xié)議是用每一層特有的線程切換技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，如果移植到linux可能會在層和層之間增加20－30微秒切換延遲,這樣只是穿越一個單包的協(xié)議棧就消耗了計算時間的很大的部分，留給其他任務(wù)的cpu時間就很少了。所以，如果linux要想進(jìn)入中低端手機(jī)的設(shè)計領(lǐng)域，它必須要解決低延遲的任務(wù)切換和cdma/gsm協(xié)議棧的移植這兩個重要的問題。 　　實(shí)時性 　　在過去的5年中，linux已經(jīng)在向自身實(shí)時性改善的方向發(fā)展并取得了長足的進(jìn)步。今天linux已經(jīng)具備了本身的實(shí)時性選擇，包括搶占內(nèi)核，0(1) 調(diào)度，futexes 和最近的開源的實(shí)時linux項目－現(xiàn)在已經(jīng)合并到由ingo molnar維護(hù)的搶占補(bǔ)丁里面了。同時還有雙內(nèi)核和虛擬計算的技術(shù)，像rtlinux, rtai,adeos和未公開的jaluna osware。實(shí)現(xiàn)把一個嵌入式的rtos虛擬到linux里面，另外還有一些目前還屬于研究階段的實(shí)時項目和技術(shù)，如l4 micokernel 和l4 linux 等。osdl mli 的成員和社區(qū)更愿意接受和喜歡linux本身的實(shí)時性改善的實(shí)時方案，為了支持linux直接面對rf處理器，多媒體和語音處理，多數(shù)人認(rèn)為linux應(yīng)該繼續(xù)在本身像rtos 一樣在實(shí)時響應(yīng)方面發(fā)展。在移動電話的設(shè)計中，為了減少電池消耗，系統(tǒng)時鐘可能從200mhz降低到40 mhz (甚至0 mhz)后再回升回去以響應(yīng)系統(tǒng)的策略和外設(shè)輸入的要求，這些動作產(chǎn)生的切換要求linux必須有足夠的響應(yīng)能力和時限保證。 　小尺寸 　　今天智能手機(jī)出廠的時候已經(jīng)有了128mb的flash 和64mb的ram，然而作為一個電話的os需要為在有限的存儲器里尋找節(jié)省每個字節(jié)而努力。os和中間件占掉的每個字節(jié)都不能為oem增值而服務(wù)。在原理上嵌入式 linux 可以以大約1mb的容量布置，但是實(shí)際電話的配置中卻大的多。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員，平臺提供商和linux 內(nèi)核的維護(hù)者都提供了一系列配置工具以壓縮linux平臺的尺寸。 　　運(yùn)營商的新需求 　　電話制造商雖然希望按照自己的想象進(jìn)行創(chuàng)新，但是已經(jīng)意識到他們不能完全按照自己想法去設(shè)計和生產(chǎn)一個電話，取而待之的是他們必須遵循他們的用戶－移動運(yùn)營商（像cingular, 沃達(dá)豐,中國移動等）的要求和規(guī)范去做事，這些無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營企業(yè)公司，他們多數(shù)是本國政府嚴(yán)格控制的或者大型的跨國企業(yè)，他們要代表政府和行業(yè)去管理和規(guī)范市場，移動電話是這個系統(tǒng)中的一個重要組成部分和單元。 　　每個國家的政府，尤 其是美國政府對無線電頻譜都進(jìn)行嚴(yán)格的管理和控制，美國的聯(lián)邦通訊委員會（fcc）拍賣和發(fā)放無線頻譜和管理帶寬，信號強(qiáng)度，安全和內(nèi)容。雖然個別國家和地區(qū)協(xié)會趨向于開放和免費(fèi)使用無線頻率。 　　負(fù)責(zé)政策和規(guī)則制定的移動運(yùn)營商完全可以體會到開放的設(shè)備結(jié)構(gòu)帶來的問題，運(yùn)營商并不是完全反對開放， 只是會更多的考慮到如何安全的布置增值服務(wù)和管理問題。協(xié)調(diào)在技術(shù)層面建立一個完善開放環(huán)境和一個有限制的api 接口，當(dāng)然還有著更多的政策和法規(guī)的討論，設(shè)備制造商，電話的開發(fā)者和行業(yè)主管已經(jīng)打開了原來是完全封閉的手機(jī)一點(diǎn)點(diǎn)口子，比如在過去5年里面用戶和行業(yè)觀察家看到j(luò)ava 和 brew電話, 更令人振奮的是最近幾年的symbianos 和 windows mobile 5.0.上的本機(jī)應(yīng)用軟件層出不窮? 　　基于linux的電話展示了未來一個在用戶空間可以編程的安全開放環(huán)境；而且它擁有一個具有優(yōu)秀的開發(fā)人員的完善的社區(qū)團(tuán)隊。相信未來基于linux的電話將是一個完全的開放平臺，但是目前的情況還不近人意，現(xiàn)在發(fā)行的linux電話是基于一個內(nèi)核和許多os的組件（像某個版本的qt），它們不是一個開放的設(shè)備。黑客不能（或者說非常不容易）自己構(gòu)造一個內(nèi)核，os和應(yīng)用部件替代原來的系統(tǒng)(像大家以前做過的linux pda一樣)，甚至即使是在電話應(yīng)用上面增加一點(diǎn)功能。這些設(shè)備不能注冊登陸和讓用戶自己刷新，現(xiàn)在開啟這些linux 電話大門只是java。市場上有開放的linux手機(jī)資源，一個項目是harald welte的 open-ezx (www.open-ezx.org)。這個項目還處在一個早期階段，項目努力在構(gòu)造一個100％開放的電話軟件支持像a780和e680的motorola電話。項目的wiki (wiki.openezx.org)里面充滿如果使用open-ezx可能不能正確的引導(dǎo)和失去正常功能的各種警告信息，但是這個項目的確包含了如何構(gòu)造和生成一個‘shell’,以及交叉編譯這些有用的信息（因為a780和e680是基于intel xscale 框架的 pxa 處理器）。 　　motorola的首席電話框架師絕對是不支持這樣的努力， 原因是什么？主要是責(zé)任問題。電話用戶會擔(dān)心他們的電話網(wǎng)絡(luò)的完整性，安全性。當(dāng)然motorola還擔(dān)心要支持?jǐn)?shù)百萬部電話以及他們可能的各種open-ezx 軟件的分支版本, 這樣你就知道為什么叫“open-ezx”了，因為像motorola這樣的設(shè)備制造商是希望鼓勵社區(qū)的開發(fā)者在他們的平臺上作些擴(kuò)展，他們只是希望這種擴(kuò)展的道路未來開放策略發(fā)展的軌跡。今天這個“open-ezx”最可能有意義的是為isv提供了一個sdk的開發(fā)環(huán)境。 　　希望不久的將來，通過教育和堅持不懈的努力，小心謹(jǐn)慎的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和行業(yè)規(guī)劃者們將意識到移動電話是個計算平臺，而不只是個單功能的無線電設(shè)備。 　　結(jié)束語 　　linux 的電話正在走進(jìn)千家萬戶，2006年中 motorola中國公司繼a760,a780,e680后一款叫‘明’的linux手機(jī)以她亮麗的外觀，穩(wěn)定的平臺和軟件，新穎的功能為智能手機(jī)銷售歷史贏的了新的記錄和突破，更多本土和海外手機(jī)制造商和手機(jī)設(shè)計所 正在努力嘗試著linux手機(jī)的設(shè)計，zte的e2，海爾的n60 ,e28的hawk3等就是他們當(dāng)中的姣姣者。日本ntt docomo電話公司最近宣布發(fā)表了最新的基于arm11 n903i ，這是繼成功的n900i, n901i,n902i后的又一款針對日本市場的3g手機(jī)。無疑，亞洲是linux 電話的重要舞臺和市場。osdl mli 的第一次成員會議選擇了中國召開，包括了motorola、montavista、windriver、intel數(shù)十家成員和觀察員的osdl大家庭聚會在2005年金秋的北京，筆者也看到包括大唐，華為，zte,龍旗在內(nèi)的中國手機(jī)制造和設(shè)計企業(yè)表現(xiàn)了極大的熱情和關(guān)注。osdl mli 通過會議的討論樹立了通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面的努力加快linux 在電話領(lǐng)域發(fā)展的奮斗目標(biāo)。雖然linux正在和將要面臨移動電話設(shè)計中的更多的技術(shù)和商業(yè)方面的挑戰(zhàn)，包括某些領(lǐng)先的手機(jī)設(shè)備制造商也懷疑linux的成熟性，但是堅信依托l(wèi)inux在電信服務(wù)器，通用的嵌入式系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，豐富開源社區(qū)技術(shù)和商業(yè)人才，手機(jī)芯片公司，國際性的標(biāo)準(zhǔn)組織和電信運(yùn)營商以及世界和亞洲政府鼎立支持和推動，linux必將在移動電話領(lǐng)域發(fā)揮一個主導(dǎo)的作用