互动式内容使得行动系统产生极复杂的处理需求，包括如何在最小的记忆体容量、处理器、电池续航力以及记忆体保护中结合应用弹性与多重功能性等。硬体上的限制则须透过智慧型软体来排除。行动通讯系统朝向可携式目标发展，衍生出六项主要需求，而OSE系统透过无线通讯装置专属作业系统来满足这些需求。以下将详细探讨并分析开发GPRS/UMTS装置的六大成功要素。

通用基本平台

为确保降低生产成本以保护长期的研发投资，可采用一套适用于各种不同手持式装置设计的通用基本平台，如(图一)。 3G手持装置的软硬体平台就好比汽车的车壳──同一种车壳可应用于不同的车款。而3G手机的应用则可比喻成汽车的各种配备，例如空调、电动天窗与双重安全气囊等。透过一套通用平台可使用于不同3G行动电话的设计，并能支援不同种类的应用。手持装置制造商将各种手持装置区分城低阶至高阶等不同的市场，同时针对不同客户需求设计。由于不同类型手机需要不同等级的记忆体与CPU，例如使用单纯语音功能的行动电话及多媒体终端装置所搭载的元件就有着极大的差异，因此3G平台无法支援所有类型的终端装置。但基本的设计与不同版本的架构则可重复运用于不同的产品应用上。在不同硬体组态环境中重复使用系统软体，如电话通讯协定、基频软体、通话控制系统及语音编码与解码等元件，可省下极为可观的成本。

《图一 手持装置设计通用基本平台》

＜资料来源：Enea Embedded Technology＞

要素一：即时载入程式码

3G的关键功能之一是能在任何时间更新手机内部软体，并为制造商与消费者带来更高的弹性。硬体与作业系统平台须在执行阶段机动地载入与卸载程式码，如(图二)。手机必须能于任何使用模式下进行升级，以便支援不同的应用。这种弹性使制造商能在生产周期的最后阶段将软体升级至最新版本，甚至在出货后仍能进行更新。对消费者而言，这意谓着买到的新手机除出厂时原先安装的功能外，尚能加装新的应用功能。手机可借此摇身一变成为多用途的装置，如电话、PDA或其它可能的功能装置。企业对企业类型的应用，必然也会成为市场趋势。

《图二 硬件与OS平台在运行时间机动载卸程序代码》

＜资料来源：Enea Embedded Technology＞

要素二：降低记忆体使用成本

缩减记忆体的使用是3G手持装置中节省成本最显著的因素。为弥补容量有限的记忆体，手持装置的软体需求，特别是平台软体部分亦随之增加。作业系统本身必须进行压缩、模组化并具备高度可设定性。软体应包含多套模组，并视执行功能的需求载入或卸载相关的模组。无线装置的作业系统所构成的OSE环境中，每个元件所占用的记忆体空间从60kB至150kB不等，这还仅有程式码而不包括资料部分。若纳入较多的模组，所构成的系统容量则增加为700kB左右。每个元件也应能提供多种组态选项，以便扩充或缩减功能与容量。

作业系统在执行时也必须以​​限制缓冲区的使用及先进记忆体管理机制的运用来减少RAM的使用量，其中也包括利用各种高效率的方法来防止记忆体使用空间不连续的状况。若作业系统元件能够在RAM或快闪记忆体以外的地方执行，就能大幅缩减RAM的使用量。另一种节省空间的机制则为共用函式库。这些机制允许多组程式能用相同的程式码来处理不同的资料。在建置共用函式库时必须运用较复杂的技术，方能维持RTOS的即时性。在无线通讯装置的OS环境中,运用共用函式库亦能避免各种传统的缺点,例如较长的中断延迟等。

《图三 RTOS提供通用API，并与CPU间维持透明化通讯作业》

＜资料来源：Enea Embedded Technology＞

要素三：分散式系统的透明性

3G终端装置是一种典型的多处理器设计，由于处理器作业被平均分散至多组CPU与DSP，因此应用程式能发挥更高的执行效率。运用一套标准型即时作业系统支援通用型CPU与DSP，能使软体于不同的硬体组态下重复执行。相同的系统软体，例如在一组或其它微处理器上运作的电话通讯协定，能同时运作或由一颗数位讯号处理器进行处理作业。若RTOS提供一套通用的API，并与CPU之间维持透明化的通讯作业，可使CPU的界限完全透明化，同时应用软体仅须进行小幅的修改，或什至完全不必修改就能移植到另一颗CPU上执行，如(图三)。

要素四：可靠扎实的服务

3G手机的「杀手级应用」为何？答案与2G行动电话一样，语音通讯仍高居榜首。为支援这方面的应​​用，通话必须符合高可靠度、低通话失败率，连结快速且几乎永远不会断线。有许多方法可确保这套系统的健全。 RTOS核心中的错误处理机制能隔离各种错误并修复。在OSE中，通话并不会传回错误代码。相反地​​，每当回传系统讯号时，应用程式就知道该通拨号已成功。若拨号失败，控制单元则会传送一组错误处理程式以及错误代号以供辨识。错误处理程式便会采取适当的动作，例如执行另一次系统拨号、通知其它应用程式现在面临的问题或是重新启动应用程式，请见(图四)。

《图四 OSE语音通讯系统拨号处理示意图》

＜资料来源：Enea Embedded Technology＞

OSE机制负责监督处理作业、程式、积体电路以及整个系统，这种模式对于单一CPU以及分散式环境而言相当有效。应用程式A可要求另一个应用程式B进行监控，若应用程式B因某种原因无法接受其要求，系统就会自动通知A；此时A可采取适当的动作，例如转向要求C应用系统。 OSE提供一套称为搜寻应用程式的机制，当发出搜寻要求，且应用程式有空时，核心就会尽快传送辨识名称的代码（task ID）。

记忆体保护单元能防止系统因记忆体存取冲突而发生当机。手持装置内某些像是电信通讯协定等软体，绝对不允许当机的状况。由于3G手持装置搭载的应用功能超过现今的行动电话，因此更容易产生当机。若某个应用程式当机，系统不允许让故障的程式造成其它应用程式停摆或因此影响整个系统。在新一代的手机中，系统软体对于可靠度有极高的要求，并与其它重要性较低的软体并存，例如手机游戏软体。在执行阶段下载的应用程式应运用记忆体保护机制。更重要的是，系统应受到妥善的保护，以避免受到下载程式的影响。因此，在OSE中，记忆体管理与保护软体应完善地整合至执行阶段的载入功能中。

要素五：混合型记忆体定址模式

业者通常会相当谨慎地为行动终端装置选择合适的记忆体管理技术。结合Single Address Space Equal（SASE）、Single Address Space（SAS）以及Multiple Address Space（MAS）三种不同记忆体定址模式的作法是一种相当有效率的解决方案。 MAS是最近才发展出的定址模式，专为虚拟记忆体系统所量身订制。大多数桌上型平台作业系统，例如Solaris、Linux与NT，都使用这种定址模式。然而在空间极为有限且需要高处理效能的即时系统中，MAS仍然有一些缺点，因此结合SASE、SAS以及MAS的混合型技术，能提供许多不同的优点。每种记忆体定址模式在处理不同的程式码与资料型态方面都具备不同的优势。 MAS仅在有需要时才会派上用场。这种混合模式能加快执行速度，达到即时作业的目标。

要素六：低耗电率

冗长的待机与运作时间是行动终端装置是否能成功开发的关键因素。尽管CPU与DSP的耗电率低，但两者仍须尽可能压低其运作时脉。各种行动应用亦应降低其耗电量。省电技术应让行动应用一旦有机会就切换至低耗电的待机模式。

所有模组若没有必要运作时，应尽可能减低耗电量。 I/O模组在没有使用时应关闭电源，而处理器也应切换至省电模式。在大多数的情况下，关闭电源却相对带来更长的作业时间，反而增加耗电量。因此关闭某个模组的电源不一定永远都是最佳的策略。所以使用者程式应该了解哪些模组适合关闭电源及关闭多久的时间才能达到最高的省电效率。无线装置OSE的耗电率管理功能可执行这类智慧型研判，并配合其它关闭模组的功能一同运作。当设定的条件都吻合时，相关模组就会被切换至省电模式。

行动游戏的成功因素

Enea Embedded Technology与Syner-genix整合mophun游戏引擎以及无线装置专用的作业系统。行动装置制造商目前开发出可执行各种先进行动游戏的省电型行动装置，并让消费者享受品质媲美大型游戏机台的行动游戏。使用者可透过无线网路从网际网路下载内含大量绘图元素的即时互动游戏。 Mophun游戏平台能于非常有限的硬体资源下，以时脉达12MHz的8位元处理器顺利执行这些游戏。

《图五 Mophun游戏平台的游戏画面》

＜本图由Syner-genix提供＞

行动装置品牌策略的成功因素

消费者对于行动电话内建的先进多媒体功能要求愈来愈高。同时，网路服务业者亦推出高品质的自有品牌装置，借此提供各种先进服务。 3GLAB预先整合的Trigenix行动介面软体及Enea Embedded Technology的即时作业系统，协助工程师在采用以ARM为基础的核心架构时，提供一套事先检验过的软体方案。 Enea Embedded Technology的执行阶段程式载入机制能进行动态功能更新作业，Trigenix的可客制化无线操作介面则提供简单易用的特性。这套方案能协助业者加速开发行动电话，其介面可加入业者自己的商标并符合市场需求。

《图六 便携设备上的行动游戏》

根据Forrester Research市调机构的报告，欧洲消费者于1999年在固网、行动电话及邮件上的花费超过1000亿欧元，该机构所发表之「通话内容拓展获利商机」报告中指出，新型互动式内容更能创造出许多成功的服务。 Frost&Sullivan的报告亦指出，未来行动游戏将于整个市场中具相当高比例的占有率，预计行动游戏消费市场的利润在2008年可达到1亿7000万美元。由此可证明互动式内容将带领企业走出目前UMTS（Universal Mobile Telecommunications System；UMTS，通用行动电信系统）的困境。欧洲执行的3G无线电话系统，是于2MHz频宽提供服务、全球漫游及个人化功能的IMT-2000的一部分。该系统是GSM网路技术的演进版，若配合W-CDMA技术后，其多媒体资料传输速率可望提升至2Mbps。同时，GPRS及EDGE是GSM无线资料传输速率提升过渡时期的权宜措施。 （作者为Enea Embedded Technology产品行销部经理 ）