Mobile Systems III INFORMATIK
Mobile Systems III INFORMATIK Mobile Systems III INFORMATIK
172 Software Environments for Mobile Devices Veränderungen von Windows Mobile 2003 gegenüber Microsoft Windows CE: ˆ Drahtlose Kommunikation per Bluetooth und WLAN (Wireless LAN) wird direkt vom Windows Mobile 2003-Betriebssystem unterstützt. ˆ Komplett überarbeitet hat Microsoft die Verwaltung der Modem- und Netzwerkverbindungen. ˆ Nützliche Features erleichtern in der Posteingang-Anwendung die Email-Verarbeitung. ˆ Die Verbesserungen am integrierten Webbrowser verbergen sich unter der Oberfläche. ˆ Zahlreiche Verbesserungen im Multimedia-Bereich. Diese Betriebssysteme versteiften sich eher auf die PC-ähnlichen embedded Systems. Also all die Systeme, die auf ein umfangreiches Betriebssystem zurückgreifen konnten, da es keine Unterbringungsprobleme gab. Zur MS Embedded Serie gehören Windows CE .NET und Microsoft Mobile 2003. Auch hier entstanden weitere Anforderungskriterien, die sich durch die Entwicklung, die Studien und die Erfahrung am Markt ergeben hatten. Es soll hier nur auf die Anforderungen [4] eingegangen werden, die sich im Rahmen der Arbeiten an Windows Mobile 2003 zusätzlich ergeben haben, weil Windows CE in dem bisherigen Rahmen schon erfasst wurde. ˆ Skalierbarkeit Keinen direkten Einschränkungen unterworfen, versuchte man näher an der ursprünglichen PC-Architektur zu entwerfen. Das Betriebssystem musste in dem Rahmen eine reiche Funktionalität aufweisen, aber vor allem eine Möglichkeit des modularen Aufbaus bieten. Bei der Entwicklung von Mobile 2003 legte Microsoft besonders großen Wert auf diese Eigenschaft. ˆ Flexibilität Das System muss besonders anpassungsfähig sein, wenn es auf keinen Markt speziell ausgerichtet ist. Theoretisch müsste es für jedwede denkbare mobile Anwendung zugänglich sein. Ein solches Unterfangen birgt eine große Komplexität für den Entwickler. ˆ umfangreiche Sicherheit Mit einer hohen Skalierbarkeit und einer PC-ähnlichen Struktur “gewinnt“ man auch die Sicherheitsnachteile. Dahingehend muss das Betriebssystem wieder umfangreich geschützt werden. 8.3.3 Linux Zunächst stellt sich die Frage, warum gerade Linux dazuprädestiniert sein soll in eingebetteten Systemen eingesetztzu werden. Natürlich spielen die Kosten eine große Rolle. Da embedded systems in sehr großen Stückzahlen produziert werden, sind schon geringe Lizenzkosten ein großer Finanzfaktor für den Hersteller. Ein weiterer Punkt ist die Zuverlässigkeit des Systems, da auch hier Ausfallzeiten schnell sehr teuer werden können. Die
Michael Böhm 173 Systeme sind viele Jahre im Einsatz und auftretende Bugs sollten ohne größere Schwierigkeiten beseitigt werden können. Da ist es natürlich besonders vorteilhaft, wenn der gesamte Source zu Verfügung steht. Linux ist wohl im Moment eines der stabilsten und zuverlässigsten Betriebssysteme auf dem Markt. Durch die open source Verbreitung ist es auch besonders flexibel, wenn es darum geht, ein bestehendes System auf ein anderes zu portieren. Es würde viel Zeit und Geld kosten, sich sämtliche Funktionen mühsam zu erschließen und selbst zu programmieren. Weil embedded systems meist klein und billig sein sollen, werden häufig nicht mehr ganz aktuelle PC-Komponenten zu ihrer Herstellung verwendet. Das Betriebssystem sollte dann alles aus dieser “low-power“ Hardware herausholen. Auch hier sticht Linux, im Gegensatz zu anderen Betriebsystemen, durch seinen geringen Sourcenverbrauch hervor. Selbst Linux ist nicht auf jeder Hardware lauffähig. Gewisse Mindestanforderungen sollten schon gegeben sein, damit das System einwandfrei funktioniert. Man spricht in der Regel von einem Bedarf von 2 MB RAM, 2 MB Flash und einem 32 Bit Mikroprozessor. Natürlich gibt es keine Regel ohne Ausnahme, es gibt bereits Linux Kernel die in 80 KB Speicher Platz finden und damit theoretisch nur 256 KB RAM benötigen würden. Linux kann selbstverständlich selbst bei sehr kleinen Zielsystemen als Entwicklungs-umgebung eingesetzt werden, hierfür stehen sehr viele, frei verfügbare, Softwarewerkzeuge zur Verfügung. Oft kann sogar das Testen der Software auf dem Zielsystem ausbleiben, da Linux die Hardware sehr gut emulieren kann. Das spart Entwicklungszeit und damit viel Geld. Eine weitere Schwäche des Standardlinux ist seine nicht vorhandene harte Echtzeitfähigkeit. Zwar übertrifft die implementierte weiche Echtzeitunterstützung die anderer Betriebssysteme bei Weitem, aber für den industriellen Einsatz müssen Interrupt Antwortzeiten von wenigen Mikrosekunden gewährleistet werden. Auch für dieses Problem gibt es unter Linux eine Lösung, die sog. Betriebssystemerweiterungen. Hier hat Realtime-Linux (RT-Linux) bereits seine Industrietauglichkeit bewiesen. Linux stellt auch die Ausgangslage für Dutzende Embedded Projekte dar. So kann es auch als Betriebssystem für mobile Endprodukte genutzt werden. Besonders betont werden hier die folgenden Eigenschaften [3]: ˆ Stabilität Der Linux Kernel weist bereits eine hohe Stabilität und Ausfallsicherheit auf und ist damit für mobile Anwendungen nutzbar zu machen. Das System kann ohne weiteres mehrere Wochen und Monate ohne Probleme laufen und wird daher auch in vielen Bereichen (z.B.: Webserver, etc.) erfolgreich eingesetzt. Abstürze sind in den meisten Fällen auf Hardware-Fehler oder die Stromversorgung zurückzuführen. Hinsichtlich Stabilität ist Linux den anderen vorgestellten Betriebssystemen überlegen. ˆ Performance Das Betriebssystem kann genügsam mit Ressourcen und Speicher umgehen. Ein effizientes Management sorgt für den sinnvollen Einsatz von CPU Power, Arbeitsspeicher und Festplattenspeicher. Dennoch ist dieser ’Wert’ nur schlecht zu messen. Eine schlechte Performance begründet sich in einem instabilen Kern und Anwendungen, die auf einem solchen System ausgeführt werden, können abstürzen, obwohl die Software an sich einwandfrei funktioniert. Um die Performance zu testen, kann man Benchmarks einsetzen. Diese Software versucht die Leistung eines Systems mittels zahlreicher Testdurchläufe unter verschiedenen Bedingungen zu ermitteln. [6] Dabei entsteht ein Richtwert, den man mit anderen Systemen vergleichen kann. Dieser Wert
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172 Software Environments for <strong>Mobile</strong> Devices<br />
Veränderungen von Windows <strong>Mobile</strong> 2003 gegenüber Microsoft Windows CE:<br />
ˆ Drahtlose Kommunikation per Bluetooth und WLAN (Wireless LAN) wird direkt<br />
vom Windows <strong>Mobile</strong> 2003-Betriebssystem unterstützt.<br />
ˆ Komplett überarbeitet hat Microsoft die Verwaltung der Modem- und Netzwerkverbindungen.<br />
ˆ Nützliche Features erleichtern in der Posteingang-Anwendung die Email-Verarbeitung.<br />
ˆ Die Verbesserungen am integrierten Webbrowser verbergen sich unter der Oberfläche.<br />
ˆ Zahlreiche Verbesserungen im Multimedia-Bereich.<br />
Diese Betriebssysteme versteiften sich eher auf die PC-ähnlichen embedded <strong>Systems</strong>. Also<br />
all die Systeme, die auf ein umfangreiches Betriebssystem zurückgreifen konnten, da es<br />
keine Unterbringungsprobleme gab. Zur MS Embedded Serie gehören Windows CE .NET<br />
und Microsoft <strong>Mobile</strong> 2003.<br />
Auch hier entstanden weitere Anforderungskriterien, die sich durch die Entwicklung, die<br />
Studien und die Erfahrung am Markt ergeben hatten. Es soll hier nur auf die Anforderungen<br />
[4] eingegangen werden, die sich im Rahmen der Arbeiten an Windows <strong>Mobile</strong><br />
2003 zusätzlich ergeben haben, weil Windows CE in dem bisherigen Rahmen schon erfasst<br />
wurde.<br />
ˆ Skalierbarkeit<br />
Keinen direkten Einschränkungen unterworfen, versuchte man näher an der ursprünglichen<br />
PC-Architektur zu entwerfen. Das Betriebssystem musste in dem Rahmen eine<br />
reiche Funktionalität aufweisen, aber vor allem eine Möglichkeit des modularen Aufbaus<br />
bieten. Bei der Entwicklung von <strong>Mobile</strong> 2003 legte Microsoft besonders großen<br />
Wert auf diese Eigenschaft.<br />
ˆ Flexibilität<br />
Das System muss besonders anpassungsfähig sein, wenn es auf keinen Markt speziell<br />
ausgerichtet ist. Theoretisch müsste es für jedwede denkbare mobile Anwendung<br />
zugänglich sein. Ein solches Unterfangen birgt eine große Komplexität für den Entwickler.<br />
ˆ umfangreiche Sicherheit<br />
Mit einer hohen Skalierbarkeit und einer PC-ähnlichen Struktur “gewinnt“ man auch<br />
die Sicherheitsnachteile. Dahingehend muss das Betriebssystem wieder umfangreich<br />
geschützt werden.<br />
8.3.3 Linux<br />
Zunächst stellt sich die Frage, warum gerade Linux dazuprädestiniert sein soll in eingebetteten<br />
Systemen eingesetztzu werden. Natürlich spielen die Kosten eine große Rolle.<br />
Da embedded systems in sehr großen Stückzahlen produziert werden, sind schon geringe<br />
Lizenzkosten ein großer Finanzfaktor für den Hersteller. Ein weiterer Punkt ist die Zuverlässigkeit<br />
des <strong>Systems</strong>, da auch hier Ausfallzeiten schnell sehr teuer werden können. Die
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