《智能电视技术》 课件 第5章 智能电视操作系统

智能电视技术第5章

智能电视操作系统5.1TVOS软件架构5.2TVOS内核层5.3硬件抽象层5.4组件层5.5执行环境层5.6应用框架层一、富执行环境（REE）5.1TVOS软件架构（一）TVOS内核层基础操作系统功能，为上层软件操作系统服务（二）硬件抽象层对TVOS硬件平台能力的抽象封装一、富执行环境（REE）5.1TVOS软件架构（三）功能组件层实现智能电视操作系统核心功能（四）执行环境层实现应用软件和应用适配软件的解释执行环境一、富执行环境（REE）5.1TVOS软件架构（五）应用框架层实现JAVA应用和WEB应用与功能组件模块的接口封装适配（六）应用层应用软件层二、可信执行环境（TEE）5.1TVOS软件架构（一）SecureOS安全操作系统（二）TEEHAL（三）TrustedAPPTEE硬件抽象层安全应用程序一、Linuxkernel5.2TVOS内核层（二）内核是一个中间件。作用是将应用层序的请求传递给硬件，对系统中的各种设备进行寻址。应用程序与硬件没有联系，只与内核有联系（一）内核是一个资源管理程序。实现进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络协议栈、I/O管理、进程间通读和安全保护等（三）内核就像一个库，提供了一组面向系统的命令。系统调用对于应用程序来说，就像调用普通函数一样二、

DTS（DeviceTreeSource）软件模块5.2TVOS内核层（二）使用设备树的优势设备树是描述计算机的特定硬件设备信息的数据结构，以便于操作系统的内核可以管理和使用这些硬件，包括CPU或CPU，内存，总线和其他一些外设。1.实现驱动代码与设备的硬件信息相互的隔离，驱动代码只要负责处理逻辑，而关于设备的具体信息存放到设备树文件中（一）设备树（DeviceTree）2.硬件接口信息的变化而没有驱动逻辑的变化，开发者只需要修改设备树文件信息，不需要改写驱动代码二、DTS软件模块5.2TVOS内核层描述的信息包括：CPU的数量和类别、内存基地址和大小、总线和桥、外设连接、中断控制器和中断使用情况、GPIO控制器和GPIO使用情况、Clock控制器和Clock使用情况、解调器、解复用器、视频处理器、GPU、音频处理器及视频后处理电路等信息（三）设备树描述的信息三、

驱动程序5.2TVOS内核层驱动程序是Linuxkernel与硬件设备之间的一个软件层（一）驱动程序驱动程序将特定的硬件设备功能映射为统一的硬件接口驱动程序完全隐藏设备的工作细节三、

驱动程序5.2TVOS内核层（二）驱动基本架构硬件设备驱动程序设备树文件Linuxkernel驱动基本架构示意图5.3硬件抽象层TVOSHAL层是位于内核层之上的服务程序。目的是对上层应用提供一个统一的简单的查询硬件设备的接口5.3硬件抽象层一、Stub硬件抽象模型各硬件抽象功能接口模块采用Stub硬件抽象模型实现（一）硬件抽象（ID）一个硬件抽象（ID）对应一硬件抽象模块，每个ID对应硬件模块STUB的函数指针，上层软件通过该指针，实现对硬件的操作5.3硬件抽象层一、Stub硬件抽象模型各硬件抽象功能接口模块采用Stub硬件抽象模型实现（二）操作函数每个操作函数实现对硬件的某一项操作。如打开音频输出、关闭音频输出、静音等5.3硬件抽象层二、TVOS硬件抽象模块（一）TVOS硬件抽象模块组成1.媒体处理专用硬件抽象模块序号模块名称描述1Aout（音频输出模块）定义了音频设备的输出接口及对音频设备的操作2Demux（解复用模块）定义了操作控解复用器的接口3Frondedn（调谐模块）定义了操控调谐器的接口4System（系统模块）定义了对系统设置的接口5Vout（视频输出模块）定义了视频向显示设备输出的接口6AV（音视频播放模块）定义音视频处理的接口是针对广电领域媒体业务做的扩展定义5.3硬件抽象层二、TVOS硬件抽象模块（一）TVOS硬件抽象模块组成2.通用硬件抽象模块序号模块名称描述1OpenMAXIL模块定义了媒体编码、解码接口2OpenGLES模块定义了一系列三维图形接口通用硬件抽象模块采用了业界成熟的硬件抽象接口标准5.3硬件抽象层二、TVOS硬件抽象模块（二）TVOS硬件抽象模块实例Aout（音频输出模块）：许多接口函数组成了音频输出模块序号接口说明1Aout_close关闭一个音频输出设备2Aout_open打开一个音频输出设备3*aout_set_mute设置输出静音4*aout_set_chanel_mode设置声道模式……5.3硬件抽象层二、TVOS硬件抽象模块（二）TVOS硬件抽象模块实例Aout（音频输出模块）接口函数举例：关闭Aout设备接口原型：staticinlineintaout_close(AOUT_DEVICE_S*pstDevice)输入参数：pstDevice音频输出设备的句柄输出参数：无返回值：0：正确；非0：错误其他模块与此相类似TVOS组件层向应用框架层功能接口和组件层其他功能组件提供调用接口5.4组件层一、TVOS组件层的作用二、TVOS组件层的组成TVOS组件层包括组件服务管理、数字电视、媒体引擎、HTML5引擎、DRM、DCAS、人机交互、屏互动、广播信息服务、ATV、应用管理、消息管理等功能组件接口5.4组件层二、TVOS组件层的组成5.4组件层二、TVOS组件层的组成5.4组件层二、TVOS组件层的组成通过Binder机制实现跨进程通信5.4组件层四、

功能组件模型TVOS功能组件由服务端和客户端组成服务端和客户端运行在不同的进程空间5.4组件层四、

功能组件模型（一）TVOS组件服务端1.TVOS组件服务端作用（1）负责实现相应的组件功能（2）通过硬件抽象层调用内核层软件模块和底层硬件（3）服务多个不同的组件客户端运行实例2.TVOS组件服务端组成（1）服务实现软件模块（2）Stub软件模块5.4组件层四、

功能组件模型（二）TVOS组件客户端1.TVOS组件客户端组成（1）客户端实现软件模块（2）服务Proxy（3）客户端API等软件模块2.TVOS组件客户端作用主要为服务代理功能5.4组件层四、

功能组件模型（三）Binder机制1.Binder机制的作用实现客户端与服务端跨进程通信进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位简单的比喻：进程=火车，线程=车厢5.4组件层四、

功能组件模型（三）Binder机制2.Binder机制的优点（1）便于service和Client的请求管理（2）在应用程序开发时，只需为客户端建立到服务端的连接，就可花很少时间和精力去实现服务端的相应功能5.4组件层四、

功能组件模型（四）

功能组件实例5.4组件层五、

组件服务管理（一）

组件服务管理器的作用实现组件服务端与客户端之间的协同工作3.通过查询的信息实现对组件服务端的调用1.组件服务端向组件服务管理器注册相应服务信息（二）

组件服务管理器的工作过程2.客户端通过向组件服务管理器查询对应组件服务端的相关信息5.4组件层五、

组件服务管理（二）

组件服务管理器的工作过程TVM执行环境层为JAVA应用及其所调用的应用框架层相关功能接口实例提供解释和运行环境，支撑JAVA应用的加载和运行5.5执行环境层一、TVM执行环境（一）

功能（二）

功能架构与实现机制1.架构（1）应用模型转换器（2）字节码转换器（3）JAVA支持模块（4）JAVA虚拟机5.5执行环境层一、TVM执行环境（二）

功能架构与实现机制2.实现机制（1）应用模型转换器负责将JAVA应用模型自动转换为Android应用模型（2）字节码转换器负责将标准的JAVA字节码转换为Dalvik字节码，供TVMJAVA虑拟机使用（3）JAVA支持模块负责实现基于JSR规范的相关运行环境配置等功能（4）JAVA虚拟机负责技持运行Dalvik可执行格式JAVA应用程序WEB执行环境层为WEB应用及其所调用的应用框架层相关功能接口实例提供解释和运行环境，支撑WEB应用的加载和运行5.5执行环境层二、WEB执行环境（一）

功能（二）

功能架构与实现机制1.架构（1）应用运行管理模块（2）权限管理模块（3）策略管理模块（4）安全管理模块5.5执行环境层二、WEB执行环境（二）

功能架构与实现机制2.实现机制（1）应用运行管理模块负责创建H5引擎组件服务端运行实例，形成WEB应用的基础运行环境，将WEB应用加载到基础运行环境中，并启动WEB应用的运行，同时对WEB应用运行生命周期进行管理（2）权限管理模块在WEB应用运时负责对WEB应用资源访问的权限进行管理5.5执行环境层二、WEB执行环境（二）

功能架构与实现机制2.实现机制（3）安全管理模块负责对不同的WEB应用在运行时进行安全管理，包括进程隔离和数据隔离等（4）策略管理模块负责对WEB应用在运行时进行策略管理，包括为不同应用配置独占进程或共享进程的H5引擎组件运行方式等一、JAVA应用框架5.6应用框架层JAVA应用框架由NGB-J功能接口和扩展功能接口单元组成（一）NGB-J功能接口1.功能NGB-J功能接口单元对各功能组件模块进行JNI封装，并以JAVA对象的方式向JAVA应用提供调用接口，支撑应用实现EPG节目指南、频道列表、电视节目播放等数字电视相关业务功能一、JAVA应用框架5.6应用框架层（一）NGB-J功能接口2.与功能组件的协同一、JAVA应用框架5.6应用框架层（一）扩展功能接口扩展支持AndroidAPI，此部分接口属于应用编程接口二、WEB应用框架5.6应用框架层WEB应用