信息家電研究論文

時間:2022-12-26 10:49:00

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信息家電研究論文

1信息家電集錦

11可訪問互聯(lián)網(wǎng)的移動電話

新型多頻手機內(nèi)帶有符合WAP(無線應用協(xié)議)的微型瀏覽器。WAP是一種新的通信標準,通過使用它可使移動電話能夠直接和Internet連接,把網(wǎng)頁縮小到在移動電話的顯示屏上進行顯示,真正實現(xiàn)把互聯(lián)網(wǎng)裝進口袋里。另外,它可以通過Modem和紅外線接口與電腦相互通信。此外還有帶個人記事本功能、基于Java的雙頻手機,機內(nèi)的數(shù)據(jù)可與PC同步。

微軟公司推出了一種采用WinCE操作系統(tǒng)的移動電話原型。這種手機帶一個彩色顯示屏,還有一個可移動光標的指點裝置,可瀏覽任何用HTML語言編寫的網(wǎng)頁。它能以文字、電話、錄制的語音文件或傳真四種方式回復電子郵件。12具有自學習與記憶功能的廚房家

1999年由英國推出的智能冰箱,通過條形碼掃描儀來對儲存和消耗食品進行登記,同時一個13″的彩色顯示屏可向主人顯示食品的保質(zhì)期,還會提醒主人儲存的牛奶等食品是否已快吃完,能將需要重新購買的食品列成購物清單,以方便主人購買。還有在其門上嵌入觸摸屏和計算機并連接到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡冰箱。網(wǎng)絡微波爐可以從網(wǎng)上下載烹調(diào)信息自動烹調(diào)菜肴,還可在做飯過程中隨時與朋友交流經(jīng)驗,記憶和改進烹調(diào)食譜??照{(diào)可以在主人回家前半小時自動啟動。裝有電腦標簽的衣服在放入洗衣機清洗時,標簽能夠告訴洗衣機應當用那一檔速度進行清洗。各種智能家電除可通過電話線與因特網(wǎng)相連,上網(wǎng)發(fā)送電子郵件,也能用來進行電子購物。網(wǎng)絡家電可以方便地從網(wǎng)站下載新的程序、菜譜和其它新的功能,或根據(jù)自己的愛好編制新的程序。"廚房電腦"正在逐步形成。

13普及型電腦

作為移動信息產(chǎn)品的掌上電腦(PalmsizePC)或手持電腦(HandheldPC-HPC),均是小巧型計算機產(chǎn)品,其特點是能夠不受線纜的影響而能隨時隨地進行聲音和數(shù)據(jù)通信。硬件方面最關鍵的技術在于RISC(精簡指令集計算機)核心芯片,如日立公司的SH3或MIPS公司的R3000,目前多為32位,主頻133MHz,軟件方面則主要由操作系統(tǒng)和應用程序兩部分組成。操作系統(tǒng)主要是微軟公司的WindowsCE和3Com公司的PalmOS。典型的掌上電腦除RISC處理器外,內(nèi)置16MBSDRAM內(nèi)存16MBROM(均可通過CF卡擴展),以及56kV90高速Modem卡,可以方便地接入Internet網(wǎng)絡,可以播放電影中的MP3以及處理數(shù)字圖像。該類電腦中還有個人上網(wǎng)接入設備WebPAD、瘦客戶機、低端掌上電腦PDA等不同類型。

14機頂盒

機頂盒STB(SetTopBox)是一種簡化的沒有硬盤的計算機,利用用戶的電視機作為顯示設備,通過撥號連接互聯(lián)網(wǎng),進行網(wǎng)頁瀏覽和電子郵件功能。同時配備有紅外無線鍵盤和遙控器,形成交互式電視系統(tǒng),向用戶提供集互聯(lián)網(wǎng)接入,交互式電視影像和聲音、數(shù)字視頻錄像為一體的多媒體服務技術。因機頂盒使用EEPROM或FLASH這兩種存儲器來記憶數(shù)據(jù),因此能實現(xiàn)電源關掉后保存數(shù)據(jù),而且可以反復擦寫。

機頂盒與PC在結構上沒有很大的區(qū)別,二者都是以微處理機CPU為核心的應用系統(tǒng)。但機頂盒只需要完成上網(wǎng)、播放VCD、玩光碟游戲這些特定的功能。機頂盒的數(shù)據(jù)及電視節(jié)目通??赏ㄟ^電話線、有線電視電纜(CATV)、VCD/DVD播放機、直播衛(wèi)星DBS(DirectBroadcastSatellite)這4種通道來接收。低價位型機頂盒可以奔騰266MHz處理器、聲卡、56Kbpsmodem、USB接口、21GB硬盤配置構成,它沒有顯示器、軟驅(qū)及光驅(qū),可用于文字處理、上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件,不帶Windows。新一帶電視頂置盒,則可是運行速度達175MHzMIPS的64位處理器,聯(lián)網(wǎng)速度為56kbps,支持最新的互聯(lián)網(wǎng)技術標準。圖1示出了STB的連接功能及其內(nèi)部結構框圖。同時,高檔STB將會促使PC與TV相結合。15交互式電視

傳統(tǒng)的電視觀眾只能被動地接收電視臺播放的節(jié)目。之后的個性化電視,不僅能將觀眾感興趣的電視節(jié)目送入電視機頂盤,而且還能根據(jù)客戶的個人信息及條件發(fā)送特別的廣告。交互式電視則在個性化電視的基礎上又增加了交易功能,實現(xiàn)了電視購物(TCommerce),它能對不同客戶推出不同的商品和廣告,從而大大地方便了客戶,使客戶與商家的關系親近了許多。發(fā)展交互式電視的目標是創(chuàng)建一對一的模式,實現(xiàn)與客戶的動態(tài)對話,包括將信息傳送給用戶、交易和服務三個步驟。

在交互式電視方面,NDS公司的XTV技術能將大量的數(shù)碼內(nèi)存存儲到機頂盒或數(shù)字電視中,使電視觀眾不受節(jié)目播放次序的限制,自由選擇收看。此外,寬帶多媒體交互電視已由Marconi、Motorola、Oracle、SGI和ViaGate五家公司(以下簡稱MMOSV)聯(lián)作合手開發(fā)成功。創(chuàng)造了一套完整的面向交互式電視(ITV)和數(shù)字視頻流市場的端到端商務和技術解決方案,將先進的計算機硬軟件融為一體,從而使用戶方便地改變其電視界面和內(nèi)容,并可從播放的列表中選擇視頻內(nèi)容,或使用Web瀏覽器從Internet上查找信息、玩電子游戲等。

151ITV的應用對象主要集中于家庭用戶

它由以下三部分組成:

(1)服務中心--包括硬件平臺(視頻服務器)及視頻服務軟件,主要提供數(shù)據(jù)流。

(2)網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)--由ATM寬帶網(wǎng)(主干網(wǎng))和用戶接入網(wǎng)(ADSL、VDSL、Cable等)兩部分組成。

(3)客戶終端--機頂盒接入方式及PC接入方式。

152MMOSVITV解決方案及其特點

(1)Marconi的ATM網(wǎng)絡交換機將內(nèi)容送入用戶家里。它提供(可以傳輸聲音、圖像和數(shù)據(jù))的寬帶網(wǎng)訪問交換機,其ForeThoughtInterlligentInfrastructure軟件,可實現(xiàn)網(wǎng)絡的預測性控制和管理。通過該軟件作為一種解決方案可最大限度地利用分布寬帶網(wǎng)。

(2)用戶終端采用MotorolaStreamaster機頂盒,接收信息流并將其送到用戶的電視機上。在Streamaster上運行的一些特定應用程度,可以支持用戶使用系統(tǒng)的個性化。Streamaster完全支持Web瀏覽器以及基于Web的應用程度,此外它還支持在線游戲,并且選裝DVD影碟機和經(jīng)過集成的硬盤驅(qū)動器。ITV配置的特點就是必須滿足用戶的需要。圍繞交互式視頻娛樂傳輸?shù)母鞣N服務是關鍵。

(3)軟件部分采用Oracle8i數(shù)據(jù)庫和Oracle的視頻服務器(OVS),將內(nèi)容分配到網(wǎng)上。OVS具有一些與眾不同的特點,包括具有可視化的快進和倒退、個性化的視頻流、專有的實時RAID以及可以傳輸大量格式的能力。OVS還具有一種基于服務器的服務的功能,允許用戶錄制實況電視,同時在進行實況視頻傳送時還可提供全VCR式控制鍵,以達到經(jīng)濟地管理和存儲數(shù)據(jù)的目的,從而使ITV解決方案的配置能夠吸引用戶。

(4)采用SGIorigin硬件服務器平臺來儲存視頻內(nèi)容。并且有可擴展性,可做到無縫升級,最多可擴充到256個CPU,同時提供2000路并發(fā)視頻流。由于此產(chǎn)品采用模塊化設計,使擴容變得非常容易。只要添加網(wǎng)絡接口模塊,就可增加帶寬;添加磁盤控制模塊和磁盤,就可增加存儲容量;軟件服務器解決方案也同樣容易擴展。無需進行重大修改。

(5)ViaGate的VajetA400調(diào)制解調(diào)器和ViawayA406住宅網(wǎng)關接收內(nèi)容并將其送到用戶的機頂盒。

16帶硬盤的電視機或家電硬盤的普及化將使每個家電都可成為家庭網(wǎng)絡智能節(jié)點。特別是稱為超媒體(Hypermedia)互動式電視的維納斯電腦,是人類網(wǎng)絡時代的信息家電,可作為來自PC、TV、DVD、Internet(寬帶Cable、ADSL、DDN、LAN、PSTN)各種信息的綜合平臺,它無需鍵盤,以手寫可使用電腦;可打IP電話或開可視會議;可作DVD播放器,也可移植上千種Windows游戲,可一遙控器上網(wǎng),選擇網(wǎng)站就象選擇電視頻道一樣方便。

在維納斯(Venus)和Microsoft的TV平臺策略中,MicrosoftTV1.0和MicrosoftTV2.0引人注目。MicrosoftTV1.0采用WindowsCE操作系統(tǒng),有TV瀏覽器和廣播服務功能,有路圖(Roadmap)功能。MicrosoftTV2.0的特點是家庭上網(wǎng)能力,有1394、HomePNA、μPnP等方式,并可在家庭網(wǎng)絡上分配視頻,有寬帶數(shù)據(jù)共享,兼容世界的各種數(shù)字電視(DTV)標準,如ATSC、DVB、ARIB等,有全部的IE瀏覽器功能。

2信息家電平臺體系

信息家電平臺的功能主要有:

(1)接收并播放數(shù)字視頻節(jié)目;

(2)支持多協(xié)議的Internet功能,具有良好的Web性能,使家中設備良好地實現(xiàn)Internet共享;

(3)支持多家電網(wǎng)絡協(xié)議的家庭網(wǎng)絡控制中心功能,提供足夠的寬帶通信服務接口,同時還應當能夠?qū)矣秒娖鲗嵤└鞣N有效的控制機制。

(4)具有家庭信息服務器的功能,為家庭事務管理提供必要的數(shù)據(jù)服務,最終完成家庭購物、辦公、交互教學、視頻點播等全方位應用。

根據(jù)信息家電平臺的功能,相應的結構框圖分為控制子系統(tǒng)、數(shù)字處理子系統(tǒng)、接口子系統(tǒng)、用戶/擴展接口子系統(tǒng)。IBMRedwoodⅢ數(shù)字信息家電平臺的硬件結構是以ROMEO為處理器的單芯片方案。ROMEO芯片內(nèi)有MPEG2傳輸流解復用器,DVB(DigitalVedioBroadcast)通用解擾器,MPEG2視頻解碼器,NTSC/PAL編碼器,PowerPC401D2RISC內(nèi)核,用于DRAM、FLASH、SDRAM等的外部總線接口單元,以及GPIO(GeneralPurposeI/O)、16550串口、1824并口、IC卡、IRDA遙控器、Modem、時間控制器(Timer/PWM)、I2C接口等8種外設接口單元。

3信息家電的硬件平臺結構

Internet技術的快速發(fā)展得力于PC機的硬件平臺和軟件操作系統(tǒng)高度標準化,因此人們用來上網(wǎng)的方式也大同小異。然而,對于各類家用電器或智能裝置情況就不同了,它們的"心臟"是一顆被稱之為微控制器的單片機芯片,世界上制造微控制器芯片的廠商眾多又缺乏統(tǒng)一標準,從而使得這些微控制器的硬件結構和指令系統(tǒng)各不相同,造成各類家用電器或智能裝置無法象PC機那樣通過標準的硬件接口及接口軟件直接接入Internet網(wǎng)絡。必須采用其它的途徑。

31Webchip

實現(xiàn)信息家電的方法之一是在家用電器中內(nèi)置一塊Web接口芯片Webchip,將其作為智能裝置連接到Internet網(wǎng)上的"橋梁"。Webchip是獨立于各種微控制器MCU的專用網(wǎng)絡芯片,通過標準的輸入輸出口,可與所有的微控制器相接。這樣,微控制器可以通過Webchip接收并執(zhí)行經(jīng)由Internet遠程傳來的命令,或?qū)⒁恍?shù)據(jù)交給Webchip發(fā)送出去,這樣就將Internet技術延伸到了一個更廣闊的應用領域??梢哉f,Internet使21世紀的地球披上了一層"神經(jīng)網(wǎng)絡",Webchip則使這個"網(wǎng)絡"中的"神經(jīng)末梢"不再僅僅是清一色的PC機,而是增添了無數(shù)的智能終端。

家用電器中的微控制器是微處理器CPU芯片并集成了若干外圍電路的單片機,它們的運算速度和系統(tǒng)資源根本無法運行復雜的Internet網(wǎng)絡協(xié)議TCP/IP。事實上,各類家用電器接入網(wǎng)絡只需要傳送簡單的命令或數(shù)據(jù),并不需要復雜的功能,但實現(xiàn)成本要低。Webchip既能滿足這些功能又有最低的價格,因此是連接家用電器與Internet的理想橋梁。家用電器采用Webchip接入Internet的網(wǎng)絡結構如圖2上半部分所示,Webchip通過標準的SPI串口與家用電器的單片機相連接,又通過一個稱之為Gateway的網(wǎng)關與網(wǎng)絡連通。這樣,冰箱、空調(diào)、洗衣機、微波爐、電飯煲和電熱器等各種家用電器只要在其中內(nèi)置一塊Webchip就能將它們連接到Internet網(wǎng),實現(xiàn)智能化,這將帶來二方面的好處。一方面,使用者可通過手機、個人數(shù)字助理和PC上的Web瀏覽器對它們作遠程控制;另一方面,家電制造商可通過Internet對售出的產(chǎn)品進行監(jiān)控,如果出現(xiàn)故障,它們會自動發(fā)出維修請求信號,并指出故障部位,從而使售后服務更為迅捷。Transmeta公司推出的神秘芯片Crusoe,以其優(yōu)異的性能和極低的耗電量在信息家電領域引起轟動。

32嵌入式芯片

在消費類電子產(chǎn)品中,將嵌入式CPU芯片嵌入到各類設備中,是單片機技術與消費類電子產(chǎn)品技術充分結合的一種表現(xiàn)形式。同時也將嵌入式操作系統(tǒng)固化在其中,通過運行針對系統(tǒng)編寫的應用程序來對裝有嵌入式芯片的設備進行控制和管理,以使該設備具有相當?shù)闹悄?。要想將Internet上的TCP/IP通信協(xié)議移植到以MCU為核心的嵌入式系統(tǒng)上,最理想的解決方案是采用嵌入式Internet網(wǎng)絡技術。這種網(wǎng)絡結構如圖2下半部分所示。

與Webchip方案類似,嵌入式Internet網(wǎng)絡中有一個被稱為EmGateWay的網(wǎng)關,它可以是一臺以Windows操作系統(tǒng)為平臺的普通PC機,它支持復雜的TCP/IP協(xié)議并能提供http服務,從而允許客戶通過網(wǎng)絡瀏覽器來遠程訪問它,這使得它象Internet服務器;另一方面,EmGateWay通過RS232、RS485、現(xiàn)場總線CAN等輕量級網(wǎng)以及Modem、RF、IrDA等方式,將多個嵌入式設備或智能家電連接在一起,并擔當TCP/IP和下級網(wǎng)之間有關協(xié)議的轉換任務,這又使它像Internet網(wǎng)關。EmGateWay及其相關技術已是一個標準化了的技術,全球著名的Motorola、AT&T、Philips、Hitachi等廠商都已宣布支持這一標準。

同樣也需有網(wǎng)絡芯片iChip,用于解決EmGateWay與嵌入式設備間的連接問題,iChip是一個低成本的8位或16位芯片,其內(nèi)部固化了能技術各種輕量級總線網(wǎng)絡協(xié)議的軟件,它通過標準的SPI串口與嵌入式設備或智能家電的MCU相連接。當你在遠方通過Internet向自己家中某個智能家電發(fā)出一個控制命令時,信息通過電話網(wǎng)、EmGateWay和iChip傳達到這臺智能家電,它只需遵命行事。如果這臺智能家電要向維修中心報告一個故障命令,這只需將信息發(fā)送給iChip,其它的事則由iChip、EmGateWay和Internet來完成了。

決定信息家電功能和性能的主要因素在于它所使用的操作系統(tǒng)。微軟公司推出了可裁減、可定制的嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)平臺WindowsEmbedded,專門為嵌入式應用提供靈活方便的開發(fā)工具。最新推出的有WindowsCE3.0、WindowsCEPlatformBuilder3.0和Windows2000ServerApplianceKit等。另外,Linux這一自由軟件的明珠已經(jīng)相當成熟,在桌面和服務器領域足以和Windows相抗衡,Linux的最大特點是它的源代碼是完全開放的,除價格極為低廉外,它支持大多數(shù)常見的CPU,其中包括廣泛用于信息家電的MIPS和StrongARM在內(nèi)?,F(xiàn)在使用嵌入式Linux的信息家電產(chǎn)品,無論從功能和價格上都可以使用WindowsCE或Palm的同類產(chǎn)品相比美。同樣,MobileLinux的推出更激起人們對用于信息家電嵌入式系統(tǒng)的熱潮。網(wǎng)虎Xlinux公司開發(fā)出100K字節(jié)級的嵌入式操作系統(tǒng)QUARK(夸克)和總容量不到2MB的嵌入式Linux,已經(jīng)在Intel公司新推出處理器芯片StrongARM上獲得成功的應用,從而可讓用戶隨心所欲地上網(wǎng)了。

33單片系統(tǒng)芯片(SOC)

真正的SOC雖然還沒有登場,但已在姍姍走來。SOC在一片硅片上集成有CPU和高密度邏輯電路,再加上模擬和混合信號電路、存儲器和通信電路,有的SOC甚至還包含電子學以外的功能。

為了對高度復雜芯片的設計進行驗證和仿真,推出了虛擬邏輯仿真器VLE(VirtualLogicEmulator)和VStation驗證站(Verification)。虛擬邏輯仿真器VLE與相應的軟件結合,可提供全面的仿真測試,包括存儲器模型、同步時鐘有效性模型、自動分割、仿真模型的快速編輯、以及對全部內(nèi)部和外部信號的分析。VStation驗證站可對多達數(shù)百萬個門的高復雜電路的設計進行驗證,它既可以用作傳統(tǒng)的電路級仿真器,也可作為電路級與模型級混合使用,是一個嶄新的驗證平臺。

4信息家電平臺內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)接口方案

家庭內(nèi)部網(wǎng)絡接口的媒體層方案是家庭網(wǎng)絡快速發(fā)展道路上最迫切需要統(tǒng)一規(guī)范的方面。直接關系到用戶的實際使用和安裝。

41IEEE1394

IEEE1394是一種用于信息家電和個人電腦互聯(lián)的通用串行數(shù)字化接口,定義了介質(zhì)拓撲和傳輸協(xié)議,主要側重于線纜連接應用,是一個硬件和軟件集成標準。該標準具有完全的數(shù)字接口,無需模擬/數(shù)字的轉換,減少了數(shù)據(jù)丟失率;支持熱插拔,用戶可以在總線有效狀態(tài)下插拔1394設備;具有傳輸速率可升級體系,100/200/400Mb/S可在同一總線上依照應用特性隨時變更;具有靈活的網(wǎng)絡拓撲結構,支持鏈形、樹形的多級橋連;同步通信方式可用于多媒體數(shù)據(jù)傳輸,異步通信方式可用于控制信號傳輸。

42HomePNA

HomePNA是一種基于電話線解決家庭中電腦和設備之間通信的網(wǎng)絡解決方案。支持Internet訪問,支持接口協(xié)議V90、ADSL和CableModem,家庭信息設備通過網(wǎng)絡共享數(shù)據(jù)和服務,可通過系統(tǒng)的調(diào)整和改善使電話線的速率達到IMb/s。但HomePNA的方案尚在制定中。

43SWAP

SWAP提供一個開放的家庭信息平臺,使各種可互操作的消費電子設備進行無線的音頻和數(shù)據(jù)通信。以建立一個家庭無線網(wǎng)絡。主要是利用PC在家庭的主導作用來分配和TCP/IP協(xié)議信息,解決家庭網(wǎng)絡問題。

44蘭牙(Bluetooth)技術

Bluetooth是目前發(fā)展最為迅速的無線通信協(xié)議,它是一種通過無線短程鏈接傳送語音和數(shù)據(jù)的技術開放性標準,適用于靜止或者運動的環(huán)境。其目標是用無線替代電話和筆記本電腦等設備的互連纜線,使網(wǎng)絡更易于使用。技術特點:工作頻率245GHz,通信半徑10m,可以延展到100m,傳輸速率IMb/S,設計適用于多種頻率的環(huán)境,使用前向糾錯(ForwardErrorCorrection)限制遠程鏈接的頻率干擾。其組成包括語音單元,無線單元鏈接控制模塊、鏈接管理部件和軟件單元。

5信息家電平臺的外部聯(lián)網(wǎng)方案

信息家電的迅速發(fā)展會使得1/3以上的因特網(wǎng)終端不再是PC機,但是卻不會完全取代PC機的,相反,它需要通過一臺PC機來將各類信息家電組成一個易于管理的網(wǎng)絡。在由此構成的智能住宅中,所有的家電都具有聯(lián)想和交換信息功能,并自動執(zhí)行操作程序,如下雨時會自動關窗。陽光暴曬時卷簾會自動下落,家里沒人時暖氣會自動調(diào)低,出現(xiàn)緊急情況還會自動報警。將家庭內(nèi)部網(wǎng)絡與戶外現(xiàn)存的各種網(wǎng)絡互聯(lián)可以采用有線或無線方式,有線方式有Modem、CableModem、xDSL技術、數(shù)據(jù)廣播技術等,無線方式有WAP、LDMS(局域性多點分布服務)等。

51有線CableModem方式

CableModem方式是信息家電平臺外向聯(lián)網(wǎng)最具潛力的方式,主要采用OAM信道調(diào)制方式。CableModem有IEEE802.14和MCNS-DOCSS兩種標準體系,前者的物理層支持IEEE的ITUAnnexA/B/C、64/256QAM,介質(zhì)訪問子層支持ATM;后者MCNS-DOCSS的物理層支持ANNEXB,協(xié)議訪問層支持變長數(shù)據(jù)包機制。CableModem的接口部分包括10/100/1000Base……T以太網(wǎng)卡、外部通用串行總線Modem。

52利用無線技術進行家庭網(wǎng)絡接人

上行通道多采用模擬調(diào)制解調(diào)器,通過標準SLIP/PPP聯(lián)接到本地IP,實際速度根據(jù)調(diào)制解調(diào)器速率而定。其中LDMS是一種雙向的數(shù)字式廣播系統(tǒng),主要利用地面設備進行數(shù)據(jù)收發(fā)。LMDS使用G波段,由于頻率高,所以采用集線站和網(wǎng)絡中心的轉發(fā)器傳輸數(shù)據(jù)。這個通信中心的作用是處理所有的路徑選擇、線路交換以及橋接到Internet上等一些問題。雖然LMDS不是一個完全的交換式網(wǎng)絡,但是它可以建立虛擬的點對點連接,正如其他高速訪問方案一樣,LMDS也是非對稱的系統(tǒng)。

6信息家電平臺軟件體系

信息家電平臺的軟件總體結構可分為設備驅(qū)動層、基本操作系統(tǒng)層、邏輯資源層、中間件運行環(huán)境層和應用層。

61設備驅(qū)動程序?qū)?/p>

設備驅(qū)動程序?qū)邮歉鶕?jù)信息家電平臺不同操作系統(tǒng)的設備驅(qū)動規(guī)則,為應用程序提供透明的、規(guī)范的控制機制所采用的軟件接口。由于信息家電平臺的CPU廠家眾多,各種平臺的結構存在差異,給編程帶來較大難度。

62基本操作系統(tǒng)層

基本操作系統(tǒng)本身是一個完整的操作系統(tǒng),可以直接為應用程度和上層軟件提供核心服務,應用程度可直接調(diào)用其功能,基本操作系統(tǒng)層的調(diào)用界面遵循POSIX系列標準,以保證應用程序有良好的可移植性。目前的嵌入操作系統(tǒng)有WINCE、Linux、PSOS、OSopen、QAX等,嵌入式操作系統(tǒng)應當完成普通操作系統(tǒng)的大部分功能,如進程管理、線程管理、內(nèi)存管理、設備管理、文件系統(tǒng)等。

63邏輯資源層

處于這一層的軟件均為可選擇安裝的模塊,可以根據(jù)特定的環(huán)境來選用。這一層中常用的模塊有以下幾種:(1)TCP/IP模塊:該模塊一般是必需的,因為TCP/IP協(xié)議是訪問Internet的基礎,也是管理Jave設備的前提。(2)界面系統(tǒng):信息家電的硬件平臺不同,顯示設備也大不相同。它們可以是液晶字符顯示板或者是高分辨率的彩色顯示器,而有的甚至不配備顯示器。針對這些情況,信息家電平臺的界面系統(tǒng)也應該有多種形式,提供圖形窗口系統(tǒng)、字符窗口系統(tǒng)、行字符系統(tǒng)等。

(3)文件系統(tǒng):在信息家電平臺,將文件系統(tǒng)從基本操作系統(tǒng)中分離出來,作為一個單獨的模塊,這樣就給了用戶較大的選擇空間,用戶可以根據(jù)兼容性或其他方面的需要選擇不同格式的文件系統(tǒng),如FAT、FAT32、NTFS、CDFS、I節(jié)點等。

(4)中文環(huán)境:中文環(huán)境主要完成中文的輸入、處理和顯示。一般包括漢化內(nèi)核、移植現(xiàn)有的中文字庫、移植現(xiàn)有的中文輸入法、漢化重要操作系統(tǒng)的運行庫。

64中間件/運行環(huán)境層

中間件技術是信息家電平臺軟件的關鍵環(huán)節(jié),目前的HAVI、Jini、UpnP(UniversalPlugandPlay)、JavaTV等家庭網(wǎng)絡方案的技術實質(zhì),就是基于中間件概念來完成應用功能的。中間件/運行環(huán)境層是介于應用層和操作系統(tǒng)層之間的虛擬機,為應用程序提供一個相對統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境,以便于應用程序的開發(fā)移植,一般插入Pantalk、Jave、HTML、MHEG5等的解釋器,同時可管理各種廠商制定的連接網(wǎng)絡,并將它們映射到一個統(tǒng)一的管理網(wǎng)中。

65應用層

目前的應用層以JavaTV或其他基于Java的應用開發(fā)平臺為主,其他非Java平臺的廠商也正在進行Java應用的嵌入,以便于實現(xiàn)眾多的網(wǎng)絡@應用。

7家庭內(nèi)部網(wǎng)絡協(xié)議層方案及標準

UPnP、HVAI.Jini、是目前家庭內(nèi)部網(wǎng)絡的較有影響的協(xié)議層規(guī)范,世界許多著名廠商已加入到這幾個標準中。對今后信息家電平臺的整體應用的框架有較大影響。

71UPnP技術

UPnP擴展了PnP簡單自動的原則,通過使用開放式的硬件軟件標準和協(xié)議實現(xiàn)家電設備網(wǎng)絡控制。UPnP技術的特點:

(1)支持發(fā)現(xiàn)和列舉具有網(wǎng)絡和服務功能的設備。

(2)支持對等(PeertoPeer)模型結構,在無PC參與下使設備可以直接為其他的設備發(fā)現(xiàn)并使用。

(3)擴展了協(xié)議功能發(fā)現(xiàn)機制,能夠列舉每一個設備的獨特特性,包括通信協(xié)議。

(4)建立在一個低成本的微處理器ASICS上,只需IGB的RAM和閃存以及其他很少的系統(tǒng)資源。

(5)基于XML的描述原則提供了一種直接、靈活的方式實現(xiàn)設備的功能,不必為新加入的系統(tǒng)資源支付額外的開銷。(6)支持現(xiàn)有的重要工業(yè)標準,如TCP/P、HTML、XML、HTTP、DNS、LDAP等。

72HAVI體系

HAVI體系是關于家庭網(wǎng)絡中音頻/視頻電子產(chǎn)品互聯(lián)和控制方面的標準,它建立在IEEE1394底層協(xié)議的基礎上,主要實現(xiàn)HAVI設備之間的數(shù)字音頻/視頻內(nèi)容的傳送以及對該內(nèi)容的操作,如播放、錄像、回放。典型的AV內(nèi)容由信息家電平臺接收的數(shù)字電視和由錄像機、數(shù)字相機、CD或MD產(chǎn)生的內(nèi)容?;ゲ僮餍允荋AVI標準的主要特性,一個HAVI設備上的應用軟件可以探測到并使用聯(lián)入HAVI網(wǎng)絡上的其他設備提供的功能。HAVI體系充分利用IEEE1394為傳輸媒介,沒有選擇IP作為HAVI協(xié)議中的網(wǎng)絡協(xié)議。一旦IETF(InternetEngineeringTaskForce)完成了IP數(shù)據(jù)在IEEE1394上傳輸?shù)囊?guī)范,HAVI就可以通過信息流管理機制處理它們,如同現(xiàn)在HAVI通過IEEE1394處理MPEG信息流一樣。

73Jini技術

Jini由一系列Java代碼組成,它把網(wǎng)絡上的各種設備和各種軟件組合成一個動態(tài)單一的分布式系統(tǒng),使網(wǎng)絡更易于操縱和管理,具有更高的可配置性。Jini系統(tǒng)可以看成是一個工作組,規(guī)??纱罂尚?,也可以把幾個Jini系統(tǒng)聯(lián)合成一個更大的系統(tǒng)。