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1、手机软件架构和底层软件介绍,培训内容提要,手机软件体系架构介绍底层软件介绍：OS、GKI、PS手机软件开发流程介绍,手机底层软件开发里程碑,1999.06GSM协议软件开发项目正式启动；1999.12GSM协议软件打通第一个电话；2000.09GSM协议软件在京通过FTA测试；2000.10启动GPRS 协议软件开发项目；2001.05电路交换数据业务打通数据电话；2002.01GPRS协议软件打通数据电话；2002.07GPRS完成FTA测试；2003.08 GPRS商用版本推出（GPRS协议栈是国内第一家和唯一一家自主研发的GPRS协议软件。）.,ZTE GSM/GPRS手机协议软件开发里
2、程碑,手机软件体系架构介绍,手机系统结构手机软件体系结构软件通用架构,手机系统结构,数字基带,语音AD/DA,射频 AD/DAGMSK调制器,协议栈&MMI,部分Layer 1协议,SIM卡,数据接口,键盘,SRAM,FLASH,LCD显示,蜂鸣器背光,电源管理,GSM系统逻辑结构简图,GSM/GPRS系统逻辑结构简图,GPRS的功能实现基本上以软件升级为主，只增加两种新的网络实体：服务GPRS支持节点SGSN(Serving GPRS Support Node)和网关GPRS支持节点GGSN(Gateway GPRS Support Node)。为支持GPRS业务，GSM网络共新增9个以“G
3、”字打头的GPRS接口，13个新协议。,手机软件系统简要结构图,GSM/CSD/GPRS协议软件架构,应用层软件结构,AL=FL+BL+GIM,GSM体系协议实体分层结构,GSM系统各接口采用的分层协议结构是符合开放系统互连（OSI）参考模型的。分层的目的是允许隔离各组信令协议功能，按连续的独立层描述协议功能，优点是任何一个功能块的扩充和修改具有独立性、灵活性，有利于新业务、新技术的引入和未来发展。,GPRS体系所有协议分层结构（1）,GSM RF,MAC,RLC,LLC,GMM,/SM,SNDCP,SMS,Frame Relay,Network Service,BSSGP,LLC,GMM,/
4、SM,SNDCP,SMS,Frame,Relay,Network,Service,BSSGP,GSM RF,MAC,RLC,Relay,MS,BSS,SGSN,G,b,U,m,IP/X.25,IP/X.25,GPRS体系所有协议分层结构（2）,软件通用架构,底层软件介绍,实时操作系统（RTOS）基本概念介绍操作系统封装层（GKI）介绍协议软件（PS）各模块功能介绍协议软件业务流程举例,RTOS,实时系统：指时间因素非常关键的软件应用系统。一般而言，实时系统中实时性的获得是通过将程序分成多个逻辑上独立的任务（或进程），而每个任务的行为都预先可知。这些任务的运行生存周期都很短，这样就可以让出处理器
5、时间给其他任务运行。实时操作系统：是根据操作系统的工作特性而言的。实时是指物理进程的真实时间。实时操作系统是指具有实时性，能支持实时控制系统工作的操作系统。首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，重要特点是要满足对时间的限制和要求。任务(Task):软件系统的基本单位，软件由一到多个任务组成。任务是一个C功能调用（运行过程一直不退出）。任务按照优先级次序被操作系统调度。,RTOS,任务的三种基本状态：运行态、就绪态、挂起状态。任务控制权切换：任何时候只有一个任务处于运行态 主动释放：激活其他高优先级任务（或HISR）任务调度：等待资源或者引起就绪的
6、信号被动释放：中断（引起高优先级任务就绪而被抢占）RTOS基本功能任务管理：初始化、终止、调度、时间片任务通信：邮箱、队列、管道任务同步：信号量、事件内存管理：分配、释放、碎片回收（定长/动态内存片）定时器管理：中断管理,RTOS的结构,tasks,调度,中断管理,MCU,内存管理,任务管理,任务同步,时间管理,任务通信,为什么要采用GKI,PortabilityCommon Design PhilosophyTest FacilitiesEasier Code Integration,GKI的优点,便于移植和提高重用性(上层开发与具体OS分离)简化了OS的复杂性（对上层只提供了少量的接口函数
7、）简化了任务间的接口关系（采用信号传输机制）,任务通信：信号的创建、发送、接收、销毁内存管理：定长内存块的分配、释放、重分配软时钟：启动、停止定时器；发送超时信号；内部队列管理：缓存信号、信号优先级机制测试跟踪：跟踪应用程序任务同步之间的消息，提供记录，脚本等功能。已经封装的RTOS：HIOS、AMX、REX、Nucleus+,GKI 提供的功能,GKI任务通信,KiCreateSignal()KiSendSignal()KiReceiveSignal()KiDestroySignal()KiCreateIntSignal()KiSendIntSignal(),GKI定时器,KiStartTi
8、mer()KiStopTimer()KiGetRelativeTime(),GKI内部队列,KiEnqueue()KiDequeue()KiOnqueue()KiFlushQueue(),协议栈模块介绍（GSM为例）,PS=Layer1+Layer2+Layer3 Layer3=RR+MM+CM,数据链路层L2(LAPDm),可提供多个LAPDm连接（复用）；支持各种帧类型的辨别；支持L3消息透明传输；顺序控制，保持帧次序；支持格式和操作错误检测；通知L3处理不可恢复差错；流量控制；,协议栈模块功能介绍,无线资源管理模块(RR),进行小区选择;监视邻近小区;功率测量报告；建立移动台和网络端连接
9、；执行立即指派和指派拒绝；控制信道加密；控制小区广播数据的接收；执行不同的小区切换；,协议栈模块功能介绍,协议栈模块功能介绍,GSM网络和固定网络的主要区别：动态分配通路资源（信道）切换切换目的：救援切换（rescue handover）边缘切换（confinement handover)业务量切换（traffice handover)切换准则：发射功率静态数据移动台测量数据（接收电平，下行传输质量）BTS测量数据（上行传输质量，接收电平，定时提前）业务量考虑，小区容量和负荷,移动性管理 模块(MM),正常位置更新功能；周期性位置更新功能；IMSI 附着和分离功能；TMSI管理；鉴权功能；提供
10、与SIM卡接口；为CM层提供连接服务；将L3消息传送给相应实体；将PLMN消息传送给AL层；,协议栈模块功能介绍,呼叫控制(CC),建立、维护和释放呼叫执行呼叫保持机制执行呼叫等待机制传送和接收DTMF消息传送呼叫相关附加业务接收呼叫相关附加业务执行呼叫中修改处理呼叫重建.,协议栈模块功能介绍,短消息业务(SMS),向网络发送短消息(MO)从网络接收短消息(MT)超时时向网络重传数据向网络传送确认消息建立短消息连接保持短消息连接释放短消息连接,协议栈模块功能介绍,附加业务(SS),呼叫前转类业务；呼叫限制类业务；号码显示类业务；呼叫等待和呼叫保持；闭合用户群CUG；会议电话；收费业务；不定结构
11、补充业务数据；,协议栈模块功能介绍,小区广播(CB),接收小区广播消息；连接CB数据构成完整消息；过滤AL不需要的CB消息；向AL层提供最近版本消息；过滤同一消息的重复传输；非连续接收模式；,协议栈模块功能介绍,SIM卡管理,存储功能:对SIM卡内信息进行读、写、删除操作。信息主要包括：ADN、短消息、优选PLMN表、禁止PLMN表、LAI、频率表、IMSI、TMSI、密码参数ki等。保密功能:用户鉴别；无线路径加密；用户身份保护；,协议栈模块功能介绍,协议栈模块功能介绍,Profile：ME通过该机制告诉SIM卡自身所支持的业务Proactive SIM：STK支持一系列可能的菜单选项，菜单
12、选项机制用来把用户选择的菜单项传送给SIM卡。SIM卡能够发起操作，由ME执行。由STK进行呼叫/短消息/附加业务控制，SIM卡能够允许、阻塞或修改该操作。,STK模块是指SIM APPLICATION TOOLKIT软件工具包，分别与SIM MANAGER，BL层和FL层之间有接口。STK提供了一种机制，允许存在于SIM卡中的应用程序能够与任何支持该应用机制的移动台交互。UIM/UTK PIM/PTK?,测试接口(TIM),TIM模块负责控制在GSM技术规范11.10中规定的性能测试功能，处理DAI、TCH Loopback和从网络端收到的EMMI空中接口消息。,协议栈模块功能介绍,常见流程
13、示例开机流程,开机锁频（BCCH）同步（SCH）扫描BA列表，为切换做准备。位置登记开机登记周期性登记进入空闲模式驻扎（PACH/AGCH),常见流程示例主叫,BS,BS,BS,M,S,HLR,VLR,E,X,C,H,MSC,2,1,6,6,4,3,4,2,3,6,5,3,3,移动用户出局呼叫流程,PSTN/ISDN,常见流程示例被叫,移动台呼叫建立信令流程简介（um口，主叫为例）,RR,MM,CC,CC,MM,RR,CALL SETUP,CALL PROCEEDING,ALERTING,CALL CONNECT,CONNECT ACKNOWLEDGE,CM SERVICE REQUEST,M
14、M CONNECTION REQ,RR CONNECTION REQ,CM SERVICE ACCEPT,CHANNEL REQ(RACH),IMMIEDIATE ASSIGNMENT(AGCH),SABM(SDCCH),UA(SDCCH),IdentificationAuthenticationciphering mode settingLAU,CALL ESTABLISH（TCH）,呼叫建立信令（成功流程）信号流图,手机软件开发流程介绍,手机软件开发调试简介手机产品开发流程介绍手机软件开发流程介绍,手机开发的一般用户过程,源代码通过编译汇编和连接过程生成目标平台的专用格式：可执行的COFF
15、文件。将目标文件下载到目标板的FLASH当中采用适当的手段获得外部输入信号和软件输出消息，使用调试工具调试代码和反复更改,手机协议软件调试平台示意图,CRTC02信令测试仪用于将预先设定的测试项有序的组织起来，模拟基站来和来向手机提供测试信号。并可以从监视器当中来观察响应的消息记录。,符合IEEE1149标准的JTAG（Joint Test Action Group）标准测试接口及相应的控制器，从而不但能控制和观察多处理器系统中每一个处理器的运行，测试每一块芯片，还可以用这个接口来装入程序。,CRT_WORKSTATION通过网线和CRTC02测试仪相连接来进行GPRS相关的测试项目的管理操作
16、,Csample目标评估平台通过RS232连接到PC，由PC机器控制在线仿真的调试,手机协议软件调试方法（1）,手机协议软件调试方法（2）,Target Testing,Integration Testing,Simulation Regression Testing(single task),Split System Testing,产品开发流程阶段划分,产品开发主要阶段：项目论证阶段系统设计阶段（系统方案、系统设计）工程研制阶段（详细设计、系统联调）试生产阶段生产阶段（小批量、批量）,产品开发流程项目论证,产品开发流程系统设计,产品开发流程工程研制,产品开发流程试生产,进入小批量阶段,产品开发流程生产阶段,软件开发流程,需求分析阶段总体设计阶段详细设计阶段系统测试阶段系统维护阶段,软件开发流程,基本功能稳定？,进入测试部根据测试人员向故障库提交的故障进行修改，定期提交测试版本,系统测试阶段,软件开发流程,根据概要设计结果调整软件项目计划，评审后建立基线,详细设计阶段,第一阶段：详细设计，编码，单模块调试，系统联调，版本基线化,第二阶段：详细设计，编码，单模块调试，系统联调，版本基线化,第n阶段：详细设计，编码，单模块调试，系统联调，版本基线化,结束语,苦练基本功，掌握核心技术，攀登移动通信技术高峰。,
