CN101287187A - 智能手机及其操作系统运行方法 - Google Patents

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张一熙
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Abstract

本发明公开了一种智能手机，对该智能手机的DOC进行分区，采用分层次融合不同操作系统Boot Loader的结构，在两个以上操作系统的BootLoader中选择第一系统作为Base Boot(系统最初使用的启动加载程序)，并且修改其系统加载方式。本发明还公开了一种智能手机操作系统的运行方法，在第一操作系统Boot Loader的基础上，增加一层系统选择跳转程序，拓展其加载操作系统的接口，实现第一操作系统的启动或者是跳转执行第二操作系统的Boot Loader，然后通过B操作系统的Boot Loader加载其内核映像文件，最终实现根据用户的需求，启动不同的操作系统。本发明使得一部智能手机上可以运行多个操作系统，大大改善了手机的兼容性，提高了手机的功能。

Description

智能手机及其操作系统运行方法
技术领域
本发明涉及一种手机，尤其是一种运行有操作系统的智能手机。本发明还涉及一种智能手机的操作系统运行方法。
背景技术
目前，在通讯终端设备的智能手机领域中，有多种嵌入式操作系统并存。市场占有率比较高的操作系统有：Symbian，Windows Mobile，Linux和Palm等。嵌入式操作系统有着非常重要的应用，比如，用户在没有计算机的情况下，也能完成简单的文字处理、审阅文件等工作，而且可以根据需要定制手机的功能，使得手机的功能得到大大提升。
但是，现有的技术只能实现这些操作系统(软件)以单一方式存储并运行于手机设备(硬件)中，而不能像个人电脑那样可以存储并运行多个不同的操作系统。然而，手机软件的开发是针对特定的操作系统的，由于兼容性的问题，大部分的手机软件无法在不同的操作系统上运行，例如，一款软件可以应用于Symbian系统，但是使用Linux系统的手机就无法安装和使用该软件，这给用户带来了一些不便。而一部智能手机不能运行多个操作系统的情况主要是受限于Boot Loader(操作系统启动加载程序)。因为现有的智能手机操作系统启动加载程序是根据手机设备(硬件)和操作系统(软件)而量身定制的，所以根据不同的硬件和软件环境，智能手机将会拥有不同的系统启动加载程序，从而限制了不同操作系统在同一个智能手机硬件平台上的应用。当用户需要使用不同的操作系统时，就需要重新购买嵌入了该操作系统的手机设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能手机，能够运行多个操作系统，并且可以随意切换，从而改善手机的兼容性，提高手机的功能。本发明还提供一种能够使得多个系统在同一部智能手机上运行的智能手机的操作系统运行方法。
为解决上述技术问题，本发明智能手机的技术方案是，包括有DOC(片上电子盘，一种芯片上的存储设备)，所述DOC中包括：
IPL(初始化启动程序)模块，存储有第一操作系统的初始化启动程序，在硬件平台加电后初始化手机平台的基本硬件，加载Base Boot(系统最初使用的启动加载程序)至RAM(随机存储器)；
BDKO(BDK，引导程序开发工具)模块，作为SPL(二次系统加载程序)分区，存储有第一操作系统的Boot Loader(启动加载程序)，并将第一操作系统的Boot Loader作为Base Boot；
BDK1模块，存储有第一操作系统的内核镜像文件；
BDK2模块，所述BDK2模块中包含有TAT table(测试与自动测试表)分区、TAT(测试与自动测试)分区和RESV(保留区域)分区，所述TAT table分区与所述TAT分区产生测试；所述RESV分区还细分为4个块，其中第1个块存储有TAT table和BCFG(启动配置信息)的备份，第2个块存储有TAT的备份，第3个块存储有第二操作系统的Boot Loader，第4个块存储有第二操作系统的初始化启动程序；
BDTL(数据块设备转换层)模块，包括有内核镜像存储区、参数持久存储区和用户持久存储区，所述内核镜像存储区存储有镜像文件系统，所述参数持久存储区存储系统调用的参数信息，所述用户持久存储区存储用户的数据信息。
本发明上述智能手机的操作系统运行方法的技术方案是，包括如下步骤：
(1)加载第一操作系统的初始化启动程序，对手机硬件进行初始化；
(2)将第一操作系统的Boot Loader作为Base Boot进行加载，加载第二操作系统的IPL，并将第二操作系统的Boot Loader加载到RESV模块中的第3个块中；
(3)对操作系统进行选择，如果选择第一操作系统，跳转至第(4)步，如果选择第二操作系统，跳转至第(5)步；
(4)加载第一操作系统的内核镜像至BDTL模块，完成系统的启动；
(5)加载第二操作系统的Boot Loader，加载第二操作系统的内核镜像，完成系统的启动。
本发明通过将DOC按照存储不同操作系统的数据进行分区，并且在加载第一操作系统的Boot Loader之后，对加载的操作系统进行进行选择，使得一部智能手机上可以运行多个操作系统，大大改善了手机的兼容性，提高了手机的功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明智能手机DOC的结构示意图；
图2为本发明智能手机操作系统运行方法的流程图。
具体实施方式
本发明智能手机，包括有DOC，如图1所示，所述DOC中包括：
IPL模块，存储有第一操作系统的初始化启动程序，在硬件平台加电后初始化手机平台的基本硬件，加载Base Boot至RAM，所述IPL模块位于所述DOC的就地执行区；
BDKO模块，作为SPL分区，存储有第一操作系统的Boot Loader，并将第一操作系统的Boot Loader作为Base Boot；
BDK1模块，存储有第一操作系统的内核镜像文件；
BDK2模块，所述BDK2模块中包含有TAT table分区、TAT分区和RESV分区，所述TAT table分区与所述TAT分区产生测试；所述RESV分区还细分为4个块，其中第1个块存储有TAT table和BCFG的备份，第2个块存储有TAT的备份，第3个块存储有第二操作系统的Boot Loader，第4个块存储有第二操作系统的初始化启动程序；
BDTL模块，包括有内核镜像存储区、参数持久存储区和用户持久存储区，所述内核镜像存储区存储有镜像文件系统，所述参数持久存储区存储系统调用的参数信息，所述用户持久存储区存储用户的数据信息。
所述智能手机还设置有外部存储器。所述外部存储器为SD卡、Mini SD卡、XD卡、CF卡、TF卡和记忆棒中的一种或几种。
本发明上述智能手机的操作系统运行方法的流程可参见图2所示，包括如下步骤：
(1)加载第一操作系统的初始化启动程序，对手机硬件进行初始化；
(2)将第一操作系统的Boot Loader作为Base Boot进行加载，加载第二操作系统的IPL，并将第二操作系统的Boot Loader加载到RESV模块中的第3个块中；
(3)对操作系统进行选择，如果选择第一操作系统，跳转至第(4)步，如果选择第二操作系统，跳转至第(5)步；
(4)加载第一操作系统的内核镜像至BDTL模块，完成系统的启动；
(5)加载第二操作系统的Boot Loader，加载第二操作系统的内核镜像，完成系统的启动。
在启动完成之后，用户可以对系统进行切换，在切换时，加载另一个操作系统的Boot Loader，并加载另一个操作系统的内核镜像。
在加载操作系统的内核镜像之前，格式化所述BDTL模块，使所述BDTL模块的大小与所要加载的操作系统的内核镜像的大小相匹配。这种方法比较简单直接，但是无法保留系统和用户保存的相关数据，例如一些关于系统设置的数据。
或者，在加载操作系统的内核镜像之前，所述BDTL模块的大小为手机系统允许分配给BDTL模块的最大值，在切换操作系统的时候保持BDTL模块存储的数据不变化。这样BDTL模块有足够大的空间存储所有系统和用户存储的数据，但是这种方法有可能会造成存储空间的浪费。
或者，在加载操作系统的内核镜像之前，将BDTL模块的内容存储在可读写存储器中，之后格式化所述BDTL模块，并恢复原BDTL模块中的数据。这种方法可以使用较小的存储空间，并且保留所有系统和用户存储的数据，但是在切换的过程中，一旦发生硬件掉电，则会使得原有数据丢失并且无法恢复。
或者，在加载操作系统的内核镜像的时候，直接将操作系统的内核镜像由外部存储器加载到RAM中。这种方法可以充分保证系统和用户数据不会丢失，而且不会多余的占用DOC上的存储空间。
现以Linux系统和Windows Mobile系统为例，Linux系统作为第一操作系统，Windows Mobile系统作为第二操作系统，以基于Marvell公司PXA
270芯片的智能手机设备作为实现的硬件平台，可以推广到其它的硬件平台和操作系统。本发明需要较大容量存储设备(FLASH闪速存储器或微硬盘等)，以及外存储设备(SD卡或者T-Flash，TRANS-FLASH摩托罗拉首创的可扩展的移动存储卡)的支持。在方案中将以128M的DOC(电子磁盘)和SD卡(数字存储卡)作为示例。在启动操作系统时采用多次Boot Loader的方式。在这里将Linux Boot Loader作为系统的Base Boot，并在LinuxBoot Loader的基础上，增加如下功能：
初始化LCD设备，并在此Boot Loader的基础上增加一层用户选择操作系统启动的方式。
SD卡访问，通过SD卡可以更新BDTL模块存储的映像文件。在WindowsMobile下，可以直接将SD卡的映像文件加载到RAM中执行，但是由于Linux映像文件有64M，不能同时加载到RAM，所以只能先将SD卡存储的映像文件拷贝到BDTL模块中，由内核选择加载。综合考虑，取消直接将SD卡的映像文件加载到RAM中执行的功能。
实现Linux操作系统内核映像的加载或者是跳转，是执行WindowsMobile操作系统的Eboot(Windows Mobile系统的Boot Loader)，然后通过Windows Mobile操作系统的Eboot加载其内核映像文件，最终实现根据用户的需求，启动Linux或者启动Windows Mobile操作系统。
本发明智能手机的DOC中，M-SYSTEM(爱模系统有限公司)的IPL位于DOC设备的XIP(eXecute In Place，就地执行)区域，大小为2KB，系统启动时，将会首先执行这段代码，IPL会初始化平台的基本硬件(如内存管理单元，处理器高速缓存，时钟等)。加载Linux系统的Boot Loader至RAM地址OXA3F00000，并跳转到该地址执行Base Boot的指令。另外，在系统从睡眠中唤醒后，也要从IPL开始运行，但是此后Linux和WindowsMobile行为有所不同。需要特别注意，Base boot可以进行存储设备的分区，格式化，访问外存储设备(例如SD卡)等操作，Base boot包括存储于DOC的binary partitions 0(二进制分区)SPL(二次系统加载程序)。它提供给用户选择操作系统的权利。如果用户选择Linux，它将加载Linux的映像文件并跳转过去执行；如果用户选择Windows Mobile，它将加载Eboot并跳转过去执行；如果用户没有选择，它将跳转执行当前DOC中BDTL模块中存储的操作系统。
Linux kernel(Linux操作系统内核)和Ram disk(内存虚拟盘)都存储于binary partition1(BDKO模块)中。其中Linux kernel存储于subpartition0(细分二进制分区)，Ramdisk(内存虚拟盘)存储于subpartition1。如果用户选择Linux操作系统，Base Boot将加载这两个映像，然后跳转到Linux kernel中去执行。而Linux kernel将加载操作系统所需的其它部分模块。
BDK2模块中的TAT和TAT table用来进行生产测试。而细分DOC分区的关键技术在于细分RESV，RESV是一个sub partition(细分二进制分区)，在原来一个二进制分区的基础上，细分RESV的结构，使之包含4个块。第1个块包含TAT table和BCFG的备份；第2个块包含TAT的备份；第3个块包含Windows Mobile的Eboot；第4个块包含Windows Mobile操作系统的IPL。Eboot的主要作用是加载Windows Mobile的IPL，进一步启动Windows Mobile操作系统。同时Base Boot还有格式化分区的作用，根据用户选择的操作系统的启动类型，如果和当前DOC存储的的操作系统不符，则将储存操作系统的分区格式化，并将SD卡上的操作系统映像拷贝到该分区。
根据以上步骤，本发明以基于Marvell公司PXA 270芯片的智能手机设备作为实现硬件同时支持Linux和Windows Mobile双操作系统启动的实施示例已经全部完成。具体试用效果表明，该型号手机设备可以实现根据用户的需要在Linux和Windows Mobile双操作系统的启动，证明本发明提供了一种快速、灵活、具有良好易用性和用户体验度的同一智能手机设备平台上存储并运行不同嵌入式操作系统的方法。

Claims (10)

1. 一种智能手机，包括有DOC，其特征在于，所述DOC中包括：
IPL模块，存储有第一操作系统的初始化启动程序，在硬件平台加电后初始化手机平台的基本硬件，加载Base Boot至RAM；
BDKO模块，作为SPL分区，存储有第一操作系统的Boot Loader，并将第一操作系统的Boot Loader作为Base Boot；
BDK1模块，存储有第一操作系统的内核镜像文件；
BDK2模块，所述BDK2模块中包含有TAT table分区、TAT分区和RESV分区，所述TAT table分区与所述TAT分区产生测试；所述RESV分区还细分为4个块，其中第1个块存储有TAT table和BCFG的备份，第2个块存储有TAT的备份，第3个块存储有第二操作系统的Boot Loader，第4个块存储有第二操作系统的初始化启动程序；
BDTL模块，包括有内核镜像存储区、参数持久存储区和用户持久存储区，所述内核镜像存储区存储有镜像文件系统，所述参数持久存储区存储系统调用的参数信息，所述用户持久存储区存储用户的数据信息。
2. 根据权利要求1所述的智能手机，其特征在于，所述智能手机还设置有外部存储器。
3. 根据权利要求2所述的智能手机，其特征在于，所述外部存储器为SD卡、Mini SD卡、XD卡、CF卡、TF卡和记忆棒中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的智能手机，其特征在于，所述IPL模块位于所述DOC的就地执行区。
5. 一种如权利要求1所述的智能手机的操作系统运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)加载第一操作系统的初始化启动程序，对手机硬件进行初始化；
(2)将第一操作系统的Boot Loader作为Base Boot进行加载，加载第二操作系统的IPL，并将第二操作系统的Boot Loader加载到RESV模块中的第3个块中；
(3)对操作系统进行选择，如果选择第一操作系统，跳转至第(4)步，如果选择第二操作系统，跳转至第(5)步；
(4)加载第一操作系统的内核镜像至BDTL模块，完成系统的启动；
(5)加载第二操作系统的Boot Loader，加载第二操作系统的内核镜像，完成系统的启动。
6. 根据权利要求5所述的智能手机的操作系统运行方法，其特征在于，在启动完成之后，用户可以对系统进行切换，在切换时，加载另一个操作系统的Boot Loader，并加载另一个操作系统的内核镜像。
7. 根据权利要求5或6所述的智能手机的操作系统运行方法，其特征在于，在加载操作系统的内核镜像之前，格式化所述BDTL模块，使所述BDTL模块的大小与所要加载的操作系统的内核镜像的大小相匹配。
8. 根据权利要求5或6所述的智能手机的操作系统运行方法，其特征在于，所述BDTL模块的大小为手机系统允许分配给BDTL模块的最大值，在切换操作系统的时候保持BDTL模块存储的数据不变化。
9. 根据权利要求5或6所述的智能手机的操作系统运行方法，其特征在于，在加载操作系统的内核镜像之前，将BDTL模块的内容存储在可读写存储器中，之后格式化所述BDTL模块，并恢复原BDTL模块中的数据。
10. 根据权利要求5或6所述的智能手机的操作系统运行方法，其特征在于，在加载操作系统的内核镜像的时候，直接将操作系统的内核镜像由外部存储器加载到RAM中。
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