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問:首先是否請副主任比較Android應用框架(Application Framework)和以往的作業平台之間,在架構上的主要差異為何?
吳安宇(以下簡稱吳):以前的Linux只定義到OS而已,上面的AP、libraries都沒有強制定義,就好像一座裡面沒有精細規劃以致雜草叢生的溫室一般。而一般消費者常用的作業軟體(如Windows系統),更像是密不透風的黑盒子,雖然讓系統業者無須煩惱軟體程式品質,但也讓硬體元件供應商只能依附在周圍設計被動的驅動程式連結,而且應用軟體業者的創意和變化往往也因此受到侷限。
Google就像一位有心的園丁,聯合開放手機聯盟(OHA, Open Handset Alliance)的有志者整頓打掃雜草叢生的溫室,清楚規劃溫室內軟體層的道路和區塊,重振開放原始碼(Open Source)的精神和內容。Google同時並打開作業軟體這個黑盒子,使其重見天日,讓更多嵌入式系統與應用軟體業者參與其中,耕耘這塊開放的新園地。
《圖一 工研院系統晶片科技中心副主任吳安宇》 |
問:那麼Android應用框架在內容上如何展現開放的平台特色?又如何兼顧有秩序的軟體層次,讓軟體業者有所依循?
吳:Android應用框架以堆疊方式定義系統架構,在各元件與層之間訂出標準界面。每個軟體層次(layer)都清楚定義,各層次內部的秩序架構也有協定能有所依循。Android系統可以像積木堆疊一般,不同應用產品可以依功能需要增減不同的軟硬體元件整合成不同產品。只要在各層遵循具代表性且清楚定義的協定內容,Android框架內各軟體層,就可以開放給有興趣的第三方軟體程式業者,提供多元可抽換的模組化設計空間,開發類似韌體和介面軟體、得以連絡Android各層次的軟體程式內容,展現各種應用軟體和多媒體設計的效能。Android應用框架可視為發揮以往PC時代開放架構的繼承者。
我們可以舉Android應用框架內的Libraries軟體層為例。Google在千變萬化的Libraries層次,藉由OHA的成員PacketVideo提供名為OpenCORE的子系統,提供手機多媒體軟體的原始碼和IP授權,以此作為基礎協定,並提供數種相當有彈性的介面,從中建立多媒體libraries的秩序架構。如此多媒體軟體設計業者依循協定提供基礎軟體產品外,也有空間可提供更高階客製化的軟體設計給系統廠商。
問:您認為台灣電子產業軟硬體廠商為何應積極進入Android平台應用?您認為Android平台對於台灣電子產業來說有何助益?
吳:現今絕大多數作業系統大廠已經幫系統業者先將軟體弄好,消費者要付出軟體服務費便可使用。但另一方面,這種像黑盒子一般的作業軟體架構,硬體元件供應商只需注意驅動程式能否連結作業架構即可,台灣軟硬體業者因此陷入被動的產業框架。Android所代表開放和免授權費的內容,對於台灣軟硬體廠商來說,可說是一個調整研發體質的契機。而Android其實可說是產業應用性質濃厚的軟體框架,台灣軟硬體廠商可準備去維持一組專業又有效率的團隊,支援Android平台各種多采多姿的應用,藉由開放的Android平台打造作業軟體平台核心架構,突破以往單一作業系統軟體大廠全包軟體服務內容、因而台灣軟硬體受其制約的窠臼。
像是Android應用框架為基礎的嵌入式系統,便可提供國產CPU晶片廠商另一個發揮實力的契機。例如國產CPU廠商可透過Android嵌入式架構,開創有別於PC領域X86 inside的新路。不同硬體元件或是模組廠商,可透過定義清楚的標準介面,直接就Android軟體進行開發,再以模組的方式整合在Android系統,創造多樣化的嵌入式產品。這就像PC時代的發展軌跡一般,適合台灣廠商順勢切入。
問:我們知道工研院已經開發首顆能支援Android應用框架的高畫質多媒體系統單晶片,目前具體研究成果大要為何?其設計內容和優勢為何?
吳:工研院晶片中心設計完成的PAC(Parallel Architecture Core)DSP,其實是以一套數位訊號處理器解決方案為基礎,可執行五道指令的超長指令數位訊號處理器核心(5-way VLIW DSP),旨在提供一個可程式化的多媒體應用平台。我們希望以商業IP授權技轉模式,進一步支援業界開發雙核心系統和Android應用框架。
藉由兩顆PACDSP設計,核心運作效能可以提升1.6倍,再結合ARM9處理器,我們便可推出三核心的PAC Duo SoC(ARM9 + PAC DSP x2)解決方案架構。另外我們也考量到處理器的系統運作效能,透過提升資料搬移的效率與編解碼程式的平行化,按照資料相依性進行最佳化的排程處理。我們搭配可有效處理資料匯流的ESL(Electronic System Level)系統分析程式設計,能夠提升資料排程效能達20%以上。
目前晶片中心已經將PACDSP移植到Android平台裡,進行H.264解碼工作。有了PACDSP加速的Android平台,影音播放可更加流暢。接下來我們也會著手進行PACDSP H.264 encoder以及PACDSP AAC encoder的移植工作。現在Android的應用都可以在PAC Duo SoC上展示,可以這麼說,PAC Duo SoC解決方案已周全考量並可支援Android系統軟體功能的設計要求。
問:您對於Android平台在各種可攜式裝置(智慧型手機、Netbook、MID、PND等)的應用發展趨勢有何看法?
吳:Android系統移植到不同平台的能力已經逐漸完備,正進一步掌握多媒體處理、2D/3D加速、通訊模組、觸控輸入等關鍵模組的開發與軟硬體整合技術。Android應用在高階智慧型手機領域,應該只是開始而已,還可延伸到MID、PND、甚至是各種行動聯網裝置層面。目前雲端運算結合Android介面的發展架構值得繼續注意,又如人機介面和導航定位等應用,都是Android可以延伸盡情發揮的領域。
擴大Android框架在行動裝置領域的應用影響力,也可提高消費者進一步藉由各類行動裝置接取上網使用Google服務的機會。這對Google來說,正是切入以往較為陌生之行動裝置領域的契機。Android對Google來說,其實是被定位成一個很重要的配角,Android就像是個疏通渠道,利用Mobile device的方便性協助疏通使用Google各類服務繁瑣龐雜的資料匯流,經Google的伺服器加以整理儲存後,把資料庫中累積龐大的資料加以分析轉化為線上廣告營利的巨大推動力,便是Google積極推廣Android平台開放應用設計的關鍵所在。
問:您認為台灣軟硬體廠商能夠如何藉由Android應用框架所提供的秩序架構,扭轉目前台灣電子產業依循全球品牌大廠代工的既有侷限?目前台灣系統廠商似乎還是把Android平台視為另一種有別於其他手機作業系統的選項,而忽略了Android框架在象徵和實質上所代表的變革契機。您認為台灣的產官學研各部門可以怎麼做?
吳:Android的確是能夠提供目前台灣電子產業供應鏈重新洗牌的機會。全球的軟硬體廠商只要擁有獨特與創新的技術,都有機會透過Android系統展現技術能力,並開創新的市場區隔。台灣電子產業應該試著去超越軟硬體包在一起代工的既有觀念與經驗。以往PC發展的歷史經驗告訴我們,平台開放、介面協定清楚定義後,整個產業鏈便全面擴張成長起來,到那時商業模式其實是順勢而為的結果。
對於台灣軟硬體廠商來說,Android的商業模式究竟為何?我們也正在深思這個問題,這可能需要業界的FAE團隊進一步分析市場趨勢方能逐漸成形。不過目前的課題是,現在Android程式碼資料庫已從50多萬行發展到超過數百萬行,這時是不是需要一個專屬的團隊和組織,負責整理並維護Android各個軟體層程式碼多元應用的品質,值得深入考慮。這個團隊除了協助廠商進行細部程式碼校正之外,並且要持續地「打開黑盒子」,開放Android框架給外部廠商在不同應用領域內發揮。工研院應該可以扮演這樣的樞紐角色,在技術成熟度、專業團隊實力、經營屬性等層面上,工研院都能相當適切地為有心參與設計Android應用框架的軟硬體業者,先行解決80~90%的設計負擔,而業者可藉由類似軟體服務費的付費機制,讓工研院相關團隊得以持續運作,維繫Android應用框架開放免授權費的精神和內容。
(整理\鍾榮峯、攝影\陳俊毅)
吳安宇小檔案
現職:工研院系統晶片中心副主任/國立台灣大學電機系/電子所教授
經歷:1987年台大電機系畢業,1992年和1995年分別在美國馬里蘭大學獲得電機工程碩博士學位。畢業後曾加入AT&T Bell實驗室擔任Member of Technical Staff(MTS),並參與ADSL通訊IC研發計畫。1996年任職中央電機系,2000年加入台大電機系與電子所迄今。
目前借調擔任工研院系統晶片中心副主任,協助規劃及推動PAC DSP處理器、Android嵌入式系統與多核心技術。
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