第一讲嵌入式系统概述

东南大学－国家专用集成电路系统工程技术研究中心－苏州市集成电路与系统重点实验室嵌入式系统设计刘昊2012nicky_lh@研究方向：无线传感器网络芯片及应用技术课程介绍嵌入式系统嵌入式系统设计是现代电子电气、信息、自动控制，仪器仪表等产品开发基础,科学技术发展，模糊了学科差别基础知识交叉，应用点不同：路由器和数控机床

是相关知识综合体现为产品价值的设计技术，综合多门学科的应用设计技术知识——能力先修课程相关知识电路，电子线路计算机体系结构（微机原理）C语言微处理器设计原理编译原理高级C语言编程操作系统计算机网络通信原理可编程逻辑器件课程流程：选课理论课专题实验项目实验12次上课（12周）嵌入式系统实训课程计划嵌入式系统概论：理论课36学时2学分嵌入式系统实训：实际的嵌入式系统设计试验课 程 目 标了解嵌入式系统的组成和基本原理掌握一种处理器内核及其指令体系、汇编语言：

ARM7TDMI，M3掌握嵌入式系统的一般开发过程基于ARM处理器内核的交叉编译方法以及其开发工具掌握硬件设计基本流程

一种原理图和PCB设计工具，硬件设计基本知识掌握一种嵌入式操作系统：

学习嵌入式ucosII,驱动程序的开发了解一般嵌入式应用产品的开发流程，实现简单的嵌入式应用系统开发课程计划嵌入式系统概念和基本组成嵌入式微处理器原理和ARM体系结构(一，二）ARM编程原理和异常处理ARM指令集和汇编语言编程（作业一次）嵌入式系统开发过程和调试原理（一，二）嵌入式系统硬件设计原理(一，二）嵌入式操作系统原理（一，二）无线传感器网络芯片SEP6110及其开发应用复习测试本节课的内容1.1嵌入式系统定义1.2嵌入式系统的组成原理硬件架构软件架构开发过程1.3嵌入式系统设计的发展趋势SOC系统芯片应用嵌入式系统的概念“嵌入式智能工具将是PC机和因特网之后最伟大的发明”。

――美国著名未来学家尼葛洛庞帝IEEE（国际电子电气工程师协会）定义：嵌入式系统是“控制、监视或者辅助其它设备、机器或车间运行的装置”

Devicesusedtocontrol，monitor、orassisttheoperationofequipment、machineryorplants.国内普遍认同的定义：以特定应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、功耗、成本、体积等严格约束的专用计算机系统。软件巨头微软在2002年将嵌入式系统定义为： 完成某一特定功能、或是使用某一特定嵌入式应用软件的计算机或计算装置。

嵌入式系统，是区别与第一类常见的计算机的第二类计算设备它是嵌入式到其他系统中的。世界正在改变…设备变得更加智能多功能适用性增强内容正在数字化利用PC上的大量资源各种设备内容共享设备变得更加互连与Internet,其他设备,PCs,Servers等的互连互通与原有IT基础设施的互连各种设备的生态环境DeviceEcosystem 事实上，所有的通信都因为PC而增强照片,音乐,电影及其他视频产品的存储与管理中心时时需要高可靠性,在家里或车上2356898#147*DigitalVideoCameraWebPadsSecurityVideoConferencingPhone&VoicemailCellPhoneTVAutoPCHiFiAudioInternetGamesPocketPCs嵌入式系统的分类－按行业分类消费类电子产品个人通信与娱乐系统（手机、DC、DV、MP3、PMP、VideoGameetc.）家电类产品办公自动化（打印机，复印机、传真机）网络通信类产品通信类交换设备网络设备（交换机、路由器、网络安全）汽车电子类产品引擎控制安全系统汽车导航与娱乐系统工业控制类产品工控PC交互式终端（POS、税控收款机、银行终端）安全监控、数据采集与传输仪器仪表医疗电子军工及航天嵌入式系统的特征和应用相结合，一定是在执行特定的功能。嵌入式系统和通用计算机的关键区别就在于应用不同。

嵌入式系统的核心思想：面向应用,隐蔽在应用表象后面的“控制者”！以嵌入式微处理器为核心：和通用计算机具有类似的体系结构其软件可大可小，简单如无操作系统的冰箱控制，复杂到飞行控制系统150个嵌入式处理器并行处理软件以固件（Firmware）的形式存在，系统全自动循环操作，严格的时序和稳定性要求嵌入式系统工业的特点嵌入式系统工业是不可垄断的高度分散的工业PC由WINTEL垄断嵌入式系统工业的基础是以应用为中心的“芯片”设计和面向应用的软件产品开发。面向用户、面向产品、面向应用升级换代也是和具体产品同步,具有较长的生命周期软件和硬件结合紧密嵌入式处理器的发展也体现出稳定性普通处理器18月嵌入式处理器8~10年嵌入式系统开发的特点开发环境通用计算机具有完善的人机接口界面嵌入式系统本身不具备自举开发能力，采用交叉编译的方式这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发特性通用计算机具有完善的操作系统和应用程序接口(API)，但一

般不是实时的。嵌入式系统则不同，应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行。但为了保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。需要选配RTOS开发平台嵌入式系统开发人员以应用专家为主通用计算机的开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士。嵌入式系统则是要和各个不同行业的应用相结合的，其开发人员往往是各个应用领域的专家。

因此开发工具的易学、易用、可靠、高效是基本要求。

模块化本节课的内容1.1嵌入式系统定义1.2嵌入式系统的组成原理硬件架构软件架构开发过程1.3嵌入式系统设计的发展趋势SOC系统芯片应用嵌入式系统的组成模式嵌入式系统是面向特定应用的计算机系统,具有和通用计算机类似的体系架构:硬件复杂嵌入式系统操作系统中间件应用程序硬件简单嵌入式系统应用软件嵌入式系统完全架构

嵌入式处理器为核心的硬件平台

硬件抽象层（HAL），硬件驱动程序启动代码文件系统各种网络协议PPP,TCP/IPIEEE802.15嵌入式数据库多媒体编解码库其他中间件

操作系统内核

：任务调度：中断管理：内存管理：任务同步和通信：时钟管理

图形用户界面（GUI）用户开发的各种应用程序开发工具包：编辑器调试器编译器链接器汇编器下载工具嵌入式处理器可编程逻辑器件存储器电源模块解决方案人机接口嵌入式系统必备接插件PowerPC微处理器ARM内核微处理器TMS320C6000系列DSPIntel公司XscalePXA255MicrochipPIC24XXVirtexIIPlatformFPGAVirtex（E）系列FPGASpartan（XL）系列FPGASpartanII（E）系列FPGAXC95(XL)系列CPLDCoolRunner系列CPLD嵌入式系统硬件构成XilinxTIPowerTrend嵌入式电源方案MAXIM电源芯片Liner公司电源芯片NS公司电源芯片怀特电子高可靠性存储器系列IDT公司FIFO及双口RAMCypress公司高速SRAM系列现代电子公司SDRAM系列Intel公司大容量Flash系列AMP公司接插件系列AI公司PCB插座系列AMP&AI嵌入式系统的硬件构成STN/TFT液晶显示屏键盘/鼠标控制器芯片LED显示Philips,cirrus公司音频系列ADI,TI公司AD/DA系列通信接口以太网接口芯片TI,MAXIMRS485/232芯片西门子等无线通讯模块总线嵌入式视频服务器的架构数码多媒体产品基于嵌入式处理器的视频监控终端设计方案电源系统其他外设RJ45接口以太网MACNORFLASH

SDRAM摄像头SA7111模拟视频信号CCIR数字视频信号图像压缩USB/GPRS无线传输模块喇叭录音CODEC时钟G4ARM7TDMIAC97TIMERPWMRS232EMI存储接口SPI、IICUSBC嵌入式微处理器的演变CharacteristicsCharacteristicsCharacteristicsCharacteristics198019901996199868000Z80808680x86CPU32680x0i960MIPSSPARCColdFIREAlphaSH1/2/3ARMSPARCi960MIPSPentium80x86PowerPCCPU32680x0100-500Kips

2

10mHz1-2Mips

1.0

25mHz10-25Mips

.5-.8

50-100mHz10-200Mips

.2-.5

100-300mHzSH4/5SH-DSPSH1/2/3ARMSPARCi960MIPSPentium80x86PowerPCCPU32680x0SA1500MAP1000AltiVECMercedMCORESHARC563xxLucent

16000C6xSI20TriCore嵌入式微处理器的发展：面向应用多分支发展：深嵌入，高性能先进工艺：40nm，28nm高性能嵌入式处理器和桌面处理器技术发展重叠：多核，超标量，指令预测更强调效能比嵌入式微处理器Cortex系列S，M，A

cortexA12Imagnation收购Aptive系列IBM开放Powerpc架构X86Atom系列高性能嵌入ARM公司概述

ARM（AdvancedRISCMachines）既是一个公司的名字，也是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。

ARM公司1991年成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器（即我们通常所说的ARM微处理器），已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、无线系统等各类产品市场。基于ARM技术的微处理器，其应用占据了32位RISC处理器75%以上的市场份额。ARM技术正在逐步渗透到我们生活的各个方面。ARM（AdvancedRISCMachines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。目前，总共有100家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、飞利浦和国民半导体这样的大公司。ARM处理器已经占领了全球手机/平板市场。2006年，全球ARM芯片出货量为20亿片，2010年预计将达到45亿片。ARM公司介绍ARM微处理器及其发展ARM微处理器的几个系列：

ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCore系列、Intel的XScale系列、Cortex系列。ARM体系结构的发展：（1）V1~V3版本；（2）V4T版本；（3）V5版本；（4）V6版本；（5）V7版本。ARM公司为新的ARMV7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用；“R”系列针对实时系统；“M”系列针对微控制器和低成本应用系统。2010•ARM为实现高性能的数字信号控制推出了Cortex-M4处理器•Microsoft成为ARM架构授权使用方•ARM和TSMC签署了长期协议以便基于ARM处理器（缩小到20纳米）实现优化的片上系统•ARMMali成为被最广泛授权的嵌入式GPU架构2009•ARM宣布实现具有2GHz频率的Cortex-A9双核处理器•ARM推出体积最小、功耗最低和能效最高的处理器Cortex-M02008•ARM宣布销售100亿台处理器2007•向移动设备市场售出50亿台ARMPowered处理器•发布了ARMCortex-M1处理器•发布了AMBA自适应验证IP•ARM推出Cortex-A9处理器以实现可扩展性能和低功耗设计•ARM推出针对智能卡应用的SecurCoreSC300处理器Dragonball---MX1Asic中心设计的SEP3203处理器的结构低速低功耗传感网SoC芯片“无线传感器网络节点SoC芯片和射频芯片”（863计划2007年课题）参加“低功耗传感器网络核心芯片及片上系统研发与产业化”（03重大专项2009年课题）32位RISC处理器，运行速率200MHz（可配置）

低功耗，低成本实现2~8Mbps短距离带宽传输双模通信基带适应于不同中高速传感网应用场景片内集成可配置低中频射频收发器中高速传感网SoC芯片本节课的内容1.1嵌入式系统定义1.2嵌入式系统的组成原理硬件架构软件架构开发过程1.3嵌入式系统设计的发展趋势SOC系统芯片应用嵌入式系统软件嵌入式系统是面向应用的,所以嵌入式软件是系统功能实现的关键,与通用计算机比较又有很多不同软件一般都是固化存储的为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统的软件一般都是固化在存储器芯片或者SOC内部存储器中,不可随意安装或者卸载软件代码要求质量高由于嵌入式系统的存储空间有限,系统运算能力也受限,所以要求程序员编制的代码要求精简而高效很多情况下要求实时性在多任务的嵌入式系统中,对重要性不同的任务需要进行统筹兼顾的合理调度以保证每个任务及时执行的关键多任务操作系统是嵌入式软件的核心,是嵌入式系统发展的趋势为什么要使用嵌入式操作系统早期的嵌入式系统开发，一般都是由一个工程师完成的，软件开发工作只占全部工作的5%～10%；随着科技的发展，80年代软件开发工作已经占到全部工作的50％；近几年，随着硬件复杂性、多样性和应用复杂性的增加，软件开发工作急剧增长，经常达到全部工作的70％～80％。传统的开发模式已经不能适应系统复杂性的增长，而嵌入式操作系统的引入，极大的方便了嵌入式软件的开发和维护嵌入式软件危机低价位的RISC/32-位微处理器日益复杂的应用产品推向市场的时间压力开发成本的提高嵌入式软件危机1）早期的监控系统系统init时钟简单的任务调度2）专用实时OS依赖于特定硬件移植性不好3）通用RTOS嵌入式操作系统的开发方法1.模块化2.应用编程接口，层次化3.支持了系统协同开发4.具有较高的可移植性，能实现设备独立嵌入式操作系统和实时性嵌入式操作系统常常有实时要求早期:嵌入式操作系统=实时操作系统近期:1)手持计算机和掌上计算机的出现;2)CPU速度的提高;3)常规操作系统增加实时进程调度的支持,如POSIX.4嵌入式操作系统<>实时操作系统惯性称为RTOSRTOS的实时性对于什么是实时系统，POSIX1003.b作了这样的定义：指系统能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务实时系统根据其对于实时性要求的不同，可以分为软实时和硬实时两种类型硬实时:必须在规定的时间完成,灾难性后果软实时:系统性能降低一个计算机系统为了提供对于实时性的支持，它的操作系统必须对于CPU和其他资源进行有效的调度和管理，即实时调度

RTOS的演变*PercentoftotalsoftwaresuppliedbyRTOSvendorinatypicalembeddeddevice198019901996199810%*Kernel30%*KernelNetworkingFileSystem75%*KernelNetworkingFileSystemMultiprocessingMemoryManagementNetworkingUtilityWindowsAPIApplicationApplicationApplicationApplication90%*KernelNetworkingFileSystemMultiprocessingFaultToleranceDistributedObjectsAdvancedNetworkingAdvancedInterconnectJavaBrowser/GUI近年来嵌入式操作系统的发展：面向应用多分支发展深嵌入强实时操作系统Vxworks，ucosII移动智能终端操作系统iOSAndroidWindowsVxWorks美国WindRiver统一空间函数接口多（3000多）是UNIX的远房变种，但区别也很大为不带MMU的处理器设计的，当然允许可选可剥夺调度采用优先级继承方法解决倒置问题支持消息、信号、管道等进程间通信支持POSIX网络支持很全面新版本：VxWorksAE,分离空间QNX加拿大QNXSoftwareSystem公司类似于MACH进程管理、文件系统管理、设备管理、网络管理都在内核之外符合POSIX采用消息作为进程间通信可剥夺GUI类似于XWINDOWS支持网络和分布式计算pSOS原美国IntegratedSystem公司产品，现被WindRiver收购接近单一内核的微内核系统文件系统移到内核外采用优先级继承和优先级封顶技术存储管理可以根据需要舍取消息和事件作为进程间通信设备驱动留在内核中Socket提供网络接口移动智能终端操作系统Symbian诺基亚为主，受谷歌冲击2010年2月开源，S60是主流WindowsCE微软：“WindowsMobile将熟悉的Windows体验扩展到了移动环境中，所以您可以立即使用它投入工作。”现在更名为WindowsPhone7RIM加拿大BlackBerry（黑莓），邮件是特色对输入设备都做过特别设计，使输入设备可以频繁使用iPhoneOSMacOSX的衍生，类Unix系统，Objective-CPalmOS3Com公司的产品，专用于掌上电脑，PalmOS节能、占有非常小的内存、内置数据库，封闭操作系统MeeGo英特尔和诺基亚宣布整合Moblin和MaemoAndroid，MontaVista基于嵌入式LinuxSymbian摩托罗拉、西门子、诺基亚→诺基亚→开源前身是Psion公司的EPOC系统实时性、多任务的纯32位操作系统抢占式的多任务调度和内存保护具有功耗低、内存占用少等特点三个系统设计原则是：用户数据的完整性和安全性至关重要不能浪费用户的时间所有的资源都是稀少的第二代内核EKA2可以运行在单处理器的手机：用户应用程序和手机信号栈两者都运行在一个处理器上SymbianOS操作系统按内核版本分有v6.1，v7.0，v8.0，v8.1，v9.1，v9.2等按用户平台（界面）分有S60，S80，S90，UIQ，MOAP等。46WinCE微软从计算机到嵌入式系统1996-CE1.0，手持计算机（HandheldPC），屏幕为480x240pixels、四色灰阶、2MB内存、44MHz处理器1997-CE2.x，PalmPC，支持彩色屏幕-与palm的纠纷2000-CE3.0，PocketPC，CompaqiPAQ2001-PocketPC2002，WinCE3.0核心，加入了手机功能的支持；同年针对小型化智能型手机发表Smartphone20022002-WindowsCE4.0.NET2003-WindowsMobile2003，以WindowsCE4.0.NET为核心2005-以WinCE5.0为核心的操作系统WindowsMobile5.0，支持3G网络，具备永续性内存储存一个版本到两个版本（pocketpc，mobile），再回到一个版本精简的Windows95可以使用Windows平台上的编程工具（如VB、VC等）47Windowsphone7.0WindowsMobile微软的手持设备，主要有手机、PDA、随身音乐播放器等2009年2月推出了WindowsMobile6.5的手机Phone7HTCWindowsMobile6.5微软4月底发布了WindowsPhone开发者工具CTP（社区技术预览版）的最新版本整合了最新发布的VisualStudio2010正式版为WindowsPhone仿真器升级了WindowsPhone7系统镜像2010年6月6日微软已经委托游戏开发公司TouchDimensions为WindowsPhone7手机平台开发20+休闲娱乐游戏硬件ARMv7-basedapplicationsprocessorHardwareaccelerationfortheDirectX®applicationprogramminginterfaceCapacitivemulti-touchscreenDigitalcameraBluetoothandWi-FiconnectivityFMradioreceiverA-GPSAccelerometer,compass,light,androximitysensors软件基于WindowsCE7内核Windowsphone7.049PalmOSPalmOS是3Com公司的产品，专用于掌上电脑。主要特点：良好的节能功能。合理的内存管理，PalmOS占有非常小的内存。数据以数据库的格式存储1996-PalmPilot10002002-handera330胖梨PalmPre奔迈TreoProIPhoneOSiPhoneOS或OSXiPhone是由苹果公司为iPhone开发的操作系统iPhone、iPodtouch以及iPad系统架构分为四个层次内核操作系统层（theCoreOSlayer）内核服务层（theCoreServiceslayer）媒体层（theMedialayer）可轻触层（theCocoaTouchlayer）系统操作占用大概240MB的内存空间源码模式：封闭源码+开放源码组件52嵌入式Linux目前正在开发的嵌入式系统中，49%的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。Linux现已成为嵌入式操作的理想选择。所有基于Linux的EOS大多数具有以下特点：精简的内核。性能高、稳定，多任务。持多种体系结构。提供良好的开发环境。能够提供完善的嵌入式GUI以及嵌入式X-Windows。支持大量嵌入式应用程序。用户可定制。可提供图形化的定制和配置工具。丰富的硬件驱动。提供完善的解决方案。针对嵌入式的存储方案，提供实时版本和完善的嵌入式解决方案。完善的中文支持。开放源码。手机linux操作系统AndroidMontaVista系统同期市场份额增长率（全球第二季度，数据由Canalys提供）3G网络生态环境（开放性）软件数量（截止至8月，数据来自Distimo提供）系统特点Android886%TD-SCDMAWCDMACDMAEVDO开源20万以上

免费60%以上具有绝佳的智能触控、丰富互联网应用、炫酷个性化界面体验。iPhone61%WCDMA非开源20万以上

免费25%以下应用程序较多，多媒体体验较好，但免费软件较少，使用成本较高。Symbian41%WCDMACDMAEVDO非开源9万以上

免费15%以下系统易用性和稳定性略低，但产品较丰富，价格相对低廉。WindowsMobile-10.2%TD-SCDMAWCDMACDMAEVDO非开源3万以上免费25%以下产品较少，操作比较复杂，但与PC平台的windows服务兼容性较好。市场流行智能系统对比中国智能手机市场各操作系统发展趋势目前主流的几大操作系统为Android、Symbian、Windows、IOS等Symbian操作系统较老，从2010年至今，整体呈迅速下降趋势Windows由于今年上市机型较少，份额迅速下降IOS是苹果公司独有的、系统封闭Android是开放的，从07年推出以来，每年都以迅猛速度不断增长，在本季度上升10个百分点Android智能手机各操作系统发展趋势预计2011年三季度，Android在中国将成为第一大操作系统!Android获得42.4%的关注比例，成为最受用户关注的智能操作系统！由于Android的开放性，众多主流厂商将争选Android，未来Android的增长速度会更加迅猛Android引领智能手机未来趋势Android引领智能手机未来趋势Android美国市场份额达40.1%

稳居首位数据来源：2011年7月份comScore发布的最新调查报告2.1Eclair（法式奶油夹心甜点）2010年1月2.2Froyo（冻酸奶）2010年5月1.6Donut（甜甜圈）2009年9月1.5Cupcake（纸杯蛋糕）2009年4月支持虚拟全键盘支持窗口小部件支持GPS和A-GPS技术支持重力感应。。。。。。支持多点触控支持蓝牙2.1传输谷哥应用升级。。。。。。支持动态壁纸支持3G媒体库支持智能节电模式主屏由3个增加到5个。。。。。。支持3G热点功能支持Flash10.1支持程序安装至SD卡速度提升2-5倍。。。。。。2.3

Gingerbread（姜饼）

2010年12月精致用户界面简约高速更快更直观的文字输入一键文字选择和复制改进的耗电管理管理应用的快捷方式互联网电话下载管理。。。。。。Android的主要系统版本Android智能系统三大特色:开放性指的是：每个人都可以成为开发者

免费向开发人员提供开放性平台的优势：无限扩展-免费特色一、最开放的平台运营商手机厂商软硬件公司开放手机联盟OpenHandsetAlliance特色二、最个性便捷的界面轻松添加图标使用得心应手随心所欲设定打造个性主屏特色三、最丰富的互联网应用支持全方位网络服务，丰富最新网络体验智件园MSN新浪微博必应搜索QQ百度搜索掌上淘宝…..…..Android平台简介Android是基于Linux内核的操作系统。主要使用在移动设备中（手机、平板电脑、MP5、GPS导航仪、车载智能终端等）。Android是Google在2005年收购Android公司的核心产品，Android的创始人就是Android之父AndyRubin（安迪·罗宾）。

Google在2007年正式推出了Android，并于2008年11月推出了世界上第一部基于Android的智能手机G1。Android共经历了15个版本，其中Android2.3.4并未对API进行升级目前，最新的版本是4.2.2（果冻豆），正在准备发布4.3Android特征提供访问硬件的API函数，简化像摄像头、GPS等硬件的访问过程具有自己的运行时库和虚拟机提供丰富的界面控件供使用者之间调用，加快用户界面的开发速度，保证Android平台上程序界面的一致性提供轻量级的进程间通讯机制Intent，使跨进程组件通信和发送系统级广播成为可能提供了Service作为无用户界面，长时间后台运行的组件支持高效、快速的数据存储方式Android体系结构采用软件堆层的架构，共分为四层Android体系结构Linux内核硬件和其他软件堆层之间的一个抽象隔离层提供安全机制、内存管理、进程管理、网络协议堆栈、和驱动程序等Android体系结构中间件层由函数库和Android运行时构成函数库，主要提供一组基于C/C++的函数库SurfaceManager，支持显示子系统的访问，提供应用程序与2D、3D图像层的平滑连接MediaFramework，实现音视频的播放和录制功能SQLite，轻量级的关系数据库引擎OpenGLES，基于3D图像加速FreeType，位图与矢量字体渲染WebKit，Web浏览器引擎SGL,2D图像引擎SSL，数据加密与安全传输的函数库Libc，标准C运行库，Linux系统中底层程序开发接口Android体系结构中间件层Android运行时核心库，提供Android系统的特有函数功能和Java语言函数功能Dalvik虚拟机，实现基于Linux内核的线程管理和底层内存管理Android体系结构应用程序框架提供Android平台基本的管理功能和组件重用机制ActivityManager，管理应用程序的生命周期WindowsManager，启动应用程序的窗体ContentProvider，共享私有数据，实现跨进程的数据访问PackageManager，管理安装在Android系统内的应用程序TelephonyManager，管理与拨打和接听电话的相关功能Android体系结构应用程序框架ResourceManager，允许应用程序使用非代码资源LocationManager，管理与地图相关的服务功能NotificationManager，允许应用程序在状态栏中显示提示信息Android体系结构应用程序提供一系列的核心应用程序包括电子邮件客户端、浏览器、通讯录和日历等