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手机软体开发成功之关键要素
 

【作者: Jeremy Curtis】2004年01月05日 星期一

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随着手机市场日趋成熟以及在多数国家手机普及率逐渐趋饱和的情况下,手机制造商必须在持续缩短的研发时间内推出更多的新功能,以掌握下一波行动终端装置的发展潮流。手机是一种复杂的系统,内含许多先进的通讯协定层(protocol stack),需和各网路厂商的设备互通,以支援各种先进的多媒体应用,同时并符合资源受限的嵌入型系统所设下的各种限制。


此外,随着业者开始建置GPRS、EDGE以及各种3G网路与服务,市场现在要求的新功能与应用,更希望能够在一上市就能立即加入新款手机中,这种趋势更大幅缩短了产品的寿命。因此业者须在更短的时间内,研发内建最新功能与应用的新手机、通过技术认证与电信业者的检验,以及能够迅速进入量产阶段,这意谓着手机厂商面临的关键因素在于手机开发软体的品质。


此外,手机制造商选择像是EDGE等新技术解决方案,亦为GPRS的下一代技术,确保新产品建构在成熟且可靠的GPRS基础上。否则,手机业者早期在研发GPRS所面临的问题,必定会在EDGE上重演。要推出满足上述条件的软体​​解决方案,须经过许多层次与阶段。关键的成功因素包括:平台品质、应用软体整合品质以及产品品质。


软体平台品质

手机制造商可运用手机参考设计方案开发多组手机设计款式,这些设计的品质须符合最终使用者产品的标准。手机软体有三项关键构成要素──通讯协定层、应用软体架构以及应用程式。通讯协定层是最复杂的部份,但架构与应用软体之间的互动模式亦同样重要,如(图一)所示。



《图一 手机软件架构》
《图一 手机软件架构》

通讯协定层建置GSM讯号规格,并在ISO7层模组的第1至3层上运作。一般而言,Layer 1是建置在DSP,而Layer 2与Layer 3则是建置在像是ARM7或ARM9等微控制器上。 DSP亦提供包括AMR(Adaptive Multi-Rate)在内的语音编码/解码器。 Layer 3支援资料链结层以上的信号装置,并负责Radio Resource Management、Mobility Management以及Call Management等方面的工作。


应用软体架构让平台能用来建构具备不同功能以及实际执行应用软体的手机。应用软体架构有三种构成要素──支援各种功能与服务(例如像windowing); 来电控制;负责在GSM讯号与其它更高层功能介面﹔应用软体API之间构筑通讯介面。


应用软体本身会插入应用软体架构中。典型的应用软体包括Wireless Application Protocol(WAP)浏览器,支援在线上存取作业、多媒体简讯服务(MMS)客户端,支援影像简讯功能以及Java 2 Platform,Micro Edition(J2ME)Virtual Machine,也称为KVM。专精于各个领域的协力厂商都会推出相关应用软体。


单是使用最终推出的产品进行测试,或是在与GSM网路隔绝的环境下进行测试,都无法让一套复杂的系统完成有效的测试。为提供充裕的测试涵盖面,让最终产品能由顾客进行后续的研发,业者须采用一套完整的测试系统与流程。



《图二 回馈能力增加产品质量》
《图二 回馈能力增加产品质量》

此类系统内含两项主要构成要素──模拟在PC上执行程式码的环境,而不是在嵌入型系统上进行反复测试。如(图二)所示,两种构成要素都是整体研发周期的一部份,且经常被使用,但重点在于被应用的范围。


模拟环境的功能取决于通讯协定层。建置的工作虽有成效,但功能尚不充裕。在增加各种新服务后,尤其是运用GPRS、EDGE以及3G等新型资料服务,让协定层以全新且不同的模式与系统的各部份进行互动,以往协定层和这些部份几乎没有任何互动关系。因此业者须运用反覆测试方案模拟整套产品,并能在系统的中点内做插入(injecting)与量测讯号的测试。


模拟与反覆测试通讯协定层尤其重要。如同手机所采用的客户端通讯协定层,须在GSM/GPRS/EDGE/3G网路的环境中一同进行测试。模拟与反覆测试环境应包含一套完整的基地台模拟系统,内含用来模拟系统的实际网路线。为达到有效的模拟,通讯协定层须模拟到硬体的端点​​,例如像DSP程式码。 (图三)为Agere的M3I工具,这套适用于Windows环境的应用程式,提供上述之完整模拟环境。



《图三 Agere的M3I工具内之完整仿真环境》
《图三 Agere的M3I工具内之完整仿真环境》

独立性测试与互通性测试是确保目前能在全球市场上通行的必要作业。这方面的作业最先起源于Full Type Approval流程,现已获得GSM市场中的Global Certification Forum(GCF)论坛的赞助。 GCF是一个独立运作的计画,确保各网路业者与终端装置制造商的2G与3G行动无线通讯终端装置能达到全球化的互通性。 GCF针对终端装置的功能提供一套完善的测试计画,并确保产品能在各行动无线服务业者的网路上达到互通性。美国业者亦遵循由PCS Type Certification Review Board所制订的一套类似检验流程。


各种新功能持续扩充之际,业者亦须进行新的测试。例如Adaptive Multirate (AMR)编码/解码器,就需要进行GCF与其它机构所制订的测试。行动装置测试设备领导制造商Racal Instruments就发展出38种其它测试。


藉由提供符合上述标准的计画,能协助手机制造商大幅缩短执行检验的时间,让产品更快问市。在EDGE平台上,缩短的幅度最显著,因为EDGE是建构在成熟且可靠的GPRS平台的基础上。


应用软体的整合品质

现今的先进手机具备丰富功能与支援完整的应用。而大多手机支援的两项主要应用为WAP/MMS以及Java。 WAP/MMS须符合厂商的认证规范。 Java则须通过由Sun-Java技术发明者所制定的认证程序。


应用技术供应商建立许多测试方案,确保应用平台能与运作网路维持互通性。这方面通常需要进行数百甚至数千次独立测试。而测试须在上述的模拟环境中进行,这些测试本身也是反覆测试环境的一部份。平台供应商若能让厂商在实际环境运用其产品,将有助于创造出更高品质的解决方案。换言之,它让应用软体厂商能在包含实际产品本身的模拟环境中运用这些应用软体。因此,双方都能透过持续的反覆测试,有效确保最终产品的品质。


在Java方面,现有一套由Technology Compatibility Kit(TCK)支援的认证流程,这套工具须通过Sun的认证。每套Java Specification Request(JSR)都有自己的TCK以及TCK for the Connected Limited Device Configuration(CLDC)1.1,这套基本JSR从明年起将推出支援绝大多数Java手机的版本,它本身拥有超过2000项测试。因此平台供应商必须在这些测试环境中测试其产品。


整合前的应用软体须经过最高标准的测试。对于WAP/MMS以及Java而言,须进行厂商提供​​的整套标准。研发业者应与厂商密切合作并了解其产品,让获得的知识能提供更高的整合度,并推出经过完整测试的解决方案。手机制造商推出的最终产品必须通过这些测试并获得认证,以确认应用软体整合的品质。


测试产品的品质

不论内部研发流程有多么完善,都须经过严苛的实地测试才能证明产品最终的实际运作结果。现场测试、互通性测试与检验,都是这项流程的一部份,但系统研发业者、手机制造商以及网路业者之间在每个阶段进行密切的合作,是确保这项流程有效成功的关键。


第一项进行的实地测试是现场测试,但在面对一套将在全球各地使用的参考平台时,测试不能仅在一个地点进行。在实际测试方面,这方面的测试须配合手机锁定的市场,协同当地的制造商一同进行测试。此流程建构出完整的互通性测试(IOT),这也是手机设计的最终测试。而该项测试运用全功能的软体与硬体,在实际的行动网路环境中进行真实环境的测试。


基于行动网路由许多厂商的方案共同建构而言,测试不能只在网路的某一点进行,测试的地点须涵盖所有厂商设备及所涵盖的网路区域。这种测试能检验软体的强固性与稳定性,同时测试其效能、耐用度以及功能。


平台品质、应用软体整合品质以及测试,对于生产一套符合现有业者需求的手机参考平台而言,是绝对必备的要素。现场测试与IOT是改进品质的宝贵资料来源,业者须和顾客建立密切的互动,确保能获得这些重要资料。此外,IOT与现场测试资料需回馈至参考平台,以便能持续改进与提升其品质、稳定性以及互通性。最有效益的结果就是在投入更少心力下完成一套理想的平台,将各种新技术嵌入至产品中,并将新产品投入未来的市场。


未来发展

以上所有论述适用于任何行动通讯标准──GPRS、EDGE或3G。但目前仅套用在GPRS。率先采用这些流程与原则的平台供应商,将能发挥这些技术的效益,并将掌握这些市场的成长动力。因此,厂商将确保采用EDGE与3G技术的产品能在手机制造商、行动网路业者以及使用者所要求的时间限制内推出高品质的解决方案。 (作者为Agere行动终端产品部产品行销经理)


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