CN1633641A - 移动终端平台系统的中间件服务层 - Google Patents

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Abstract

无线电信系统移动终端的平台系统的中间件服务层，该平台系统包括拥有软件服务组件的移动终端平台部件以及装载、安装并运行在所述移动终端平台部件中的应用软件。该中间件服务层包括至少一个应用编程接口(API)，用于提供对移动终端平台部件的访问以在所述移动终端平台部件装载、安装并运行应用软件；同时，还通过至少一个API分离平台部件和应用。

Description

移动终端平台系统的中间件服务层
本申请要求2002年2月15日提交的美国临时专利申请序号为60/357,366、2002年2月15日提交的美国临时专利申请序号为60/357,291、2002年9月23日提交的美国临时专利申请序号为60/412,756及2002年9月23日提交的美国临时专利申请序号为60/412,844的权益。
技术领域
本发明通常涉及无线电信领域；并且，更具体地说，涉及无线电信系统的移动终端的平台系统的接口。
背景技术
自从二十世纪八十年代首次引入蜂窝电信系统以来，该系统中使用的移动终端(移动站)已经变得越来越复杂。最初，移动终端主要设计用来提供音频电话服务；即接收和发送语音通信。近些年来，移动终端已经发展到还能传输与语音电话无关的用户数据。这种用户数据包括比如在通过个人计算机(PC)启动的拨号网络连接上传输的数据。
目前，正在为未来的移动电信系统开发所谓的“第三代”(3G)系统。3G系统将结合高速因特网访问和传统的语音通信，并且除了语音通信之外还将向用户提供对因特网浏览、流式音频/视频、定位、视频会议以及许多其它功能的访问。
建立第三代伙伴计划(3GPP)以确保正在世界各地开发的若干3G系统之间的兼容性。3GPP正在开发通用移动电话系统(UMTS)以提供一个3G系统，该系统包括能够在世界任何地方传送语音、数据和多媒体的地面和卫星系统。
通过3GPP标准化正在包括到蜂窝电信系统中的快速增长的功能已经对要在该系统中使用的移动终端的开发者提出了基本的要求。由于移动终端是一个尺寸、存储和功率受限的“资源稀缺”环境，从而加剧了这种要求。
传统上，移动终端制造商已经充分地设计、制造并销售了完整的移动终端系统，该系统包括基本的终端操作所需的所有硬件和软件，以及根据他们对市场需求的理解提供制造商和特定用户想要的特征和功能所需的硬件和软件。这种途径没有提供快速适应市场需求的快速变化或满足多用户的不同需求的灵活性。
认识到设计和制造移动终端的传统过程的不足，已经开发出了包括多种能够作为一个单元销售给多个用户的软件和硬件功能补充单元的移动终端平台部件。于是每个用户能够装载、安装并运行它自己的应用软件到该部件中以提供满足用户个人的特定需求的完整的移动终端平台系统。在由此同时提交的共同受让的美国专利申请序号[代理人记录号53807-00023USPT和53807-00045USPT]中详细描述了该移动终端平台部件和平台系统，在此并入它们的公开作为参考。
诸如上述的平台系统，其中移动终端平台部件和应用软件是分别开发并随后通过在移动终端平台部件中加载、安装和运行应用软件而组合在一起的，需要在平台部件软件和应用软件之间有明确定义的接口。这种接口在目前的移动终端中不存在，在目前的移动终端中所有软件都被做在了一起。
因此，对无线电信系统移动终端的平台系统需要有一种接口以允许分别开发系统的移动终端平台部件的软件和应用软件，并随后通过接口组合它们来完成平台系统。
发明内容
本发明为无线电信系统移动终端的平台系统提供一种接口以允许分别开发系统的移动终端平台部件的软件和应用软件，并随后通过接口组合它们来完成平台系统。
依照本发明，该接口包括一个中间件服务层，该中间件服务层包括至少一个应用编程接口(API)以提供对移动终端平台部件的访问从而在移动终端平台部件中装载、安装并运行应用软件(这里所用的术语“装载”是指包括可以通过接口，例如从因特网下载或安装硬件芯片，把应用软件和移动终端平台部件组合在一起的任何机制)。至少一个API可以包括标准化的(非本地)接口、实际上标准化的接口和/或开放本地接口。例如，标准化接口可能包括依照MIDP/CLDC(移动信息设备框架/连接受限设备配置)API的J2ME(JAVA 2微型版本)环境。
依照本发明的一个示例实施例，中间件服务层包括平台系统的移动终端平台部件的中间件服务层组件。该中间件服务层组件提供多个API用于在部件中装载、安装并运行应用软件以和部件的软件相结合从而提供完整的平台系统；并且，另外，还能够通过API起到封装移动终端平台部件及分离平台部件和应用的作用。结果，中间件服务层组件向用户(这里所用的术语“用户”包括制造商、终端用户或其他顾客或用户)提供在不允许访问或不知道该部件的细节的情况下，充分利用移动终端平台部件的功能的能力。
从下面结合附图进行的详细描述中，将使本发明的中间件服务层的更多优点和具体细节变得显而易见。
附图说明
图1是示意性地说明无线电信系统移动终端的平台系统以帮助阐明本发明的框图；
图2是示意性地说明图1的平台系统的移动终端平台部件的配置图以进一步帮助阐明本发明的框图；
图3是示意性地说明图1和图2的移动终端平台部件的软件体系结构以进一步帮助阐明本发明的框图；
图4是依照本发明的一个示例实施例示意性地说明图1-3的中间件服务层组件的细节的框图；
图5是依照本发明的另一示例实施例示意性地说明图4的中间件服务层组件的JAVA执行环境API域的细节的框图；
图6是依照本发明的另一示例实施例示意性地说明图4的中间件服务层组件的开放应用框架API域的细节的框图；
图7是依照本发明的另一示例实施例示意性地说明图4的中间件服务层组件的开放平台API域的细节的框图；
图8是依照本发明的另一示例实施例示意性地说明UI工具包API使应用程序能够直接通过开放平台API域使用图1-3的平台部件的UI-服务程序的方式的框图；和
图9是依照本发明的另一示例例方案示意性地说明使得移动终端的移动终端平台部件能够使用的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
图1是示意性地说明无线电信系统移动终端的平台系统以帮助阐明本发明的框图。平台系统通常由参考数字10标明，其包括移动终端平台部件12及已经在移动终端平台部件中装载、安装并运行的一个或多个应用程序(即应用软件)14。平台系统10适合并入通常由虚线16标出的移动终端中。
移动终端平台部件12包括软件服务组件22、硬件组件24和接口组件26。软件服务组件22包括多个精心构造的功能软件单元以提供通过接口组件26呈现给用户的服务。在图1所示的示例系统中，大多数软件单元包括多个垂直定向的功能栈，其包括UMTS访问服务软件栈30、数据通信服务软件栈32、MMI(人机接口)服务软件栈34、应用平台服务软件栈36和服务软件栈38。
硬件组件24包括一组与它们各自的功能软件栈相关并由其控制的硬件单元。在图1所示的示例系统中，硬件单元包括UMTS访问服务硬件40、数据通信服务硬件42、MMI服务硬件44、应用平台服务硬件46以及操作和服务硬件48。
依照本发明的示例实施例，接口组件26包括中间件服务层组件，它包括至少一个用于在移动终端平台部件12中装载、安装和运行一个或多个应用程序14的应用编程接口(API)，该API把移动终端平台部件和使用它的应用分离开来，并且为应用提供多种其它服务。下文中将描述中间件服务层组件26的具体细节。
平台系统10的移动终端平台部件12适合作为与应用软件14(这里所用的术语“应用软件”可以是提供用户希望拥有的功能的任何软件)分离的完整、封闭的单元进行设计、实现()和测试。因此用户能够开发或获取它们自己的应用软件并随后把该软件加入到移动终端平台部件12以便完善平台系统10。因此，可以把移动终端平台部件12销售或交付给多个都希望在系统中通过装载、安装并运行它们自己的应用软件完善平台系统10以便满足它们自己对平台系统的特定需求的不同用户。
图2是示意性地说明图1的移动终端平台部件12的配置图的一个例子以进一步帮助理解本发明的框图。如图2所示，移动终端平台部件12是通过在主CPU 50中执行的软件控制的。主CPU可以包括一个或多个处理器，例如微处理器、微可编程处理器或DSP(数字信号处理器)。在52示出了MMI软件服务栈34的DSP。软件组件22的软件栈30-38各自包括硬件驱动软件60-68以操作与各个栈相关的硬件单元。如图2所示，由功能软件栈控制的硬件单元的范例包括接收器、发送器、功率和频率控制器、GSM收发器、蓝牙模块、多种通信和人机外设、电源管理和SIM接口、存储器和安全硬件。
在共同受让的美国专利申请序号[代理人记录号53807-00045USPT]中给出了移动终端平台部件12和平台系统10的更多细节。
并入移动终端平台部件12的软件优选地以易于理解软件组织的方式安排，以便能够更轻松地设计软件、更轻松地升级或更新软件。图3是示意性地说明移动终端平台部件12的软件体系结构以更进一步帮助阐明本发明的框图。
如图3所示，软件服务组件22除了如上所述被组织在多个垂直的功能软件栈中之外，还被安排成定义多个水平层以使中间件服务层26的软件和软件服务组件22的软件共同定义一个分层的体系结构，通常由参考数字70标出，在这种体系结构中，此类层按照从高级服务层到低级服务层的降序排列。
该软件体系结构不同于标准ISO/OSI(ISO开放系统互连)模型，因为它包括多个水平划分的功能软件单元，它们补充了多个垂直划分的软件层。水平划分对独立模块(服务)组件的创建有很大贡献。
该分层体系结构的最高层是中间件服务层26。软件服务组件22的层包括应用服务程序层80以提供应用服务，平台服务层82以为应用提供平台特定的服务，平台协议层84以提供会话协议和应用特定的协议，传输层86以提供音频访问/控制、数据通信传输协议、消息传输协议等等，数据访问层88以提供外部数据IF访问、结构化存储服务和其它低级平台支持服务，封装硬件相关性的逻辑驱动程序层90和物理驱动程序层92。另外，软件服务组件22包括提供平台部件所需一般服务的基本系统服务层94。
底部的两层90和92构成了硬件抽象层(HAL)，硬件抽象层分离了软件和硬件之间的相关性。只有物理驱动层与硬件细节(即定址到ASIC硬件中的哪些寄存器)相关。逻辑驱动层90提供到硬件的逻辑映射，即这一层提供移动终端平台部件的硬件和软件部分之间的桥梁。
软件本身被组织在多个软件模块中，例如模块102、104、106。在软件服务组件22中，单个模块能够驻留在仅仅一个垂直功能栈中，以及驻留在该栈中的仅仅一个水平层中。每层可以包含一到多个模块，特定栈的特定层中的所有模块有相同的抽象级别。不同模块之间的通信是通过软件底板(SwBP)112实现的，软件底板受一组软件模块到模块访问的基本规则所控制。这些规则可以总结如下：
-一个软件模块可以调用位于它所在层之下的所有层接口中的功能。
-对信道事件或数据流的方向没有限制。它们可以到任何方向。
-一个软件模块绝不能调用它自己所在层之上的层接口中(在SwBP中)的功能，与层属于哪个模块无关。
-一个软件模块可以调用相同垂直栈中它所在层的层接口中的功能。
-一个软件模块可以调用另一垂直栈中相同层中的软件模块中的功能。  (允许这个功能是为了限制垂直栈中的层数。)
SwBP中的不同模块和接口之间没有硬耦合。结果是，可以在不影响接口的客户程序的情况下自由改变模块和/或接口的实现。这是个重要的功能，因为它允许不影响平台部件中的其它模块而添加、删除或改变单个模块。
在上述共同受让的美国专利申请序号[代理人记录号53807-00023USPT号]中描述了该分层体系结构的更多细节，包括使移动终端平台部件中的模块之间能够进行内部通信的SwBP软件结构。
中间件服务层组件26作用是在移动终端平台部件12中的软件和要在平台部件中装载、安装并运行的应用软件14之间提供明确定义的接口；并且，另外，封装移动终端平台部件并通过中间件服务层组件分离部件和应用，并为应用提供多种其它服务。
图4是依照本发明的一个示例实施例示意性地说明中间件服务层组件26的细节的框图。如图4所示，中间件服务层组件26包括多个API域，其包括Java执行(Java ExE)环境API域202、开放应用程序框架(OAF)API域204、开放平台API(OPA)域206和UI工具包API域208。通过中间件服务层组件26中的API，移动终端平台部件12支持多个应用环境。在图4的示例实施例中，中间件服务层26支持本地应用(被编译成和特定处理器及它的指令集运行的应用)以及诸如Java J2ME CLDC/MIDP(Java 2微型版本连接受限设备配置/移动信息设备框架)的非本地应用的环境。每种应用环境有它自己的特征，定义如下：
-开发应用的方式(编程语言支持、编译和链接)。
-执行应用的方式(例如，解释或本地代码执行)。
-提供的功能服务。
-使用中的潜在约束。通过提供多种应用环境选择，促成了具有诸如成本、使用的容易性、投入市场的时间、功能集合、便携性等多样需求的范围广阔的产品。
每个API域包括多个软件模块，图5是依照本发明的一个示例实施例示意性地说明Java ExE环境API域202中的主要软件模块的框图。如图所示，Java ExE环境API域202包括Java环境管理器(JEM)模块210，Java应用环境(JAE)模块212和Java支持层(JSL)模块214。JEM模块210控制Java应用环境和Java应用。JAE模块212定义Java应用执行的环境，并且还包含Java虚拟机(JVM)、J2ME MIDP库和J2ME CLDC运行时的程序库。JSL模块214包括JAE实现和移动终端平台部件12之间的一层。它提供了易于移植第三方Java环境到平台部件的接口。JSL模块214还包含JVM和平台部件、Java VM支持层(JVMSL)之间的适配层；以及CLDC和MIDP API实现与平台部件、Java库支持层(JLSL)之间的适配层。
图6是依照本发明的另一示例实施例示意性地说明开放应用程序框架(OAF)API域204的主要软件模块的框图。如图所示，该模块包括安全访问管理器(SAM)模块220和应用管理器(AM)模块222。SAM模块220负责授权诸如Java的非本地应用对开放平台API域206的访问，以便根据Java应用的凭证监控它们。也就是说，SAM模块220负责决定是否应该允许来自非本地环境的调用。在这一点上，通过Java Exe环境对平台服务的访问可能比本地应用环境更严格。AM模块222负责控制运行在非本地(Java)和本地执行环境中的应用。AM模块截取EXE环境和本地平台服务之间(对Java应用来说，就是在Java支持层的边界)的非本地应用，并访问SAM以授权访问。如果访问被许可，就把非本地应用转发到OPA并像本地应用一样对待它。通常，AM模块222处理所有应用的注册、安装、启动、停止、卸载和移除。
图7是依照本发明的另一示例实施例示意性地说明开放平台(OPA)域206的主要软件模块的框图。如图所示，OPA域206包括五个模块：本地环境管理(NEM)模块230、本地应用核心(NAC)模块232、OPA接口和处理器模块234、中间件支持服务模块236和本地扩展插入式模块238。
本地环境管理模块230负责控制平台系统10中的本地应用。它是涉及来自应用管理器222(图6)的本地应用的控制命令的接收器，并跟踪当前正在系统中运行的本地应用。
本地应用核心模块232管理并维护线程化及消息处理复杂度，否则应用就不得不自己处理这些。它还可用作通过隐藏OS的实现细节实现OS独立的目的，以缓解应用运行时的复杂度，该复杂度包括消息路由/过滤以及消息相关的资源处理)的依赖。本地应用核心的主要责任是隐藏应用启动和关闭阶段的细节并处理消息。
中间件支持服务模块236向不同的处理器公共的或者需要集中的诸如对象管理和资源监督的OPA域提供服务。
本地扩展插入式模块238可以看作是平台部件功能通过OPA接口和处理器模块234的可选扩展。这些模块与规范和应用于OPA接口和处理器模块234服从同样的接口准则、范例和机制。OPA本地扩展插入式模块238也许只能通过OPA接口和处理器模块234访问平台功能。系统中可以同时存在若干个扩展插入式模块。
本地扩展插入式模块238具有下列特征：
1.它的目的是在提供用户应用可以使用的更高级服务方面扩展平台部件的功能。
2.它通过基于组件的OPA接口(ECM)输出它的服务。
3.它通过基于组件的OPA接口(ECM)输入它的服务。
UI工具包API域208提供一组可以用来构建应用的用户接口的可视对象。还允许这些对象由Java ExE环境所使用。另外，UI工具包API域为其它UI相关的功能诸如文本渲染、输入法和文本资源处理之类提供支持。
UI工具包API域208的主要功能是通过引入对经常需要的功能的更高级的支持而加快应用开发。它还帮助维护不同应用，甚至是相互独立开发的那些应用的外观和行为的公共准则。应用可以使用或不使用工具包API域208来呈现图形并处理用户输入。图8是示意性地说明诸如本地应用240或Java(非本地)应用242之类的应用能够通过开放平台API域206直接使用移动终端平台部件12的UI-服务程序244的方式的框图。
如果想要的话，可以用移动终端平台部件12的用户替换或更改UI工具包208的一些部分。
依照本发明的中间件服务层组件提供了大量优点：
1.可以和平台部件的软件分开在移动终端平台部件中装载、安装并运行应用软件。
2.提供了向后兼容功能，即用户能够重用已有的应用软件而不用去管平台部件软件的升级或其它修改。
3.应用和平台部件之间的访问机制与平台部件提供的所有功能相一致。这将加速应用软件开发，因为所有软件开发者都在相同的机制上接受训练而不考虑功能。应用软件的存储消耗也将下降，因为所有应用使用平台部件的相同支持机制。
利用本发明的中间件服务层组件，用户向平台部件添加他们自己的接口也是可能的。这是通过由用户写他们自己的插件而实现的，这种插件从应用的角度可以看作是中间件服务层组件的一部分。这允许用户剪裁平台部件以适应他们自己的需要，并且同时能够在新的平台部件配置上重用他们的应用。
图9是依照本发明的另一示例实施例示意性地说明使得移动终端的移动终端平台部件能够使用的方法的步骤的流程图。该方法通常由参考数字300标明，并且以为移动终端提供移动终端平台部件开始(步骤302)。移动终端平台部件包括软件服务组件和中间件服务层，中间件服务层包括至少一个应用编程接口(API)以提供对移动终端平台部件的访问。随后可以通过中间件服务层在移动终端平台部件中装载、安装并运行应用软件(步骤304)以启动对移动终端平台部件的使用。
尽管已经描述的构成了本发明的示例实施例，但应该明白在不偏离其范围的前提下可以各种方式改变本发明。例如，尽管在这里描述的示例实施例中，中间件服务层组件支持两种应用环境，但如果特定的用户应用需要或想要的话也可支持其它环境。另外，尽管主要描述用在第三代蜂窝电信系统中的本发明，但本发明也可用在第二代和其它蜂窝电信系统中，以及其它无线电信系统中，例如蓝牙系统。因为可以多种方式改变本发明，应该认识到本发明只受限于下面的权利要求的范围所要求的范围。

Claims (22)

1.无线电信系统移动终端的平台系统的中间件服务层，所述的平台系统包括具有软件服务组件的移动终端平台部件和在所述移动终端平台部件中装载、安装并运行的应用软件，所述中间件服务层包括至少一个应用编程接口(API)，以提供对移动终端平台部件的访问从而在所述移动终端平台部件中装载、安装并运行所述应用软件。
2.根据权利要求1的中间件服务层，其中所述中间件服务层包括所述移动终端平台部件的组件。
3.根据权利要求2的中间件服务层，其中至少一个API中的每一个包括至少一个软件模块。
4.根据权利要求2的中间件服务层，其中所述至少一个API包括本地API域和非本地API域。
5.根据权利要求4的中间件服务层，其中所述至少一个API包括Java执行环境API域、开放应用程序框架API域、开放平台API域及UI工具包API域中的至少一个。
6.根据权利要求5的中间件服务层，其中所述Java执行环境域API包括Java环境管理器模块、Java应用模块和Java支持层模块。
7.根据权利要求5的中间件服务层，其中所述开放应用程序框架API域包括用于截取Java应用的应用管理器、用于决定是否应该允许Java应用通过Java执行环境API域访问移动终端平台部件的服务的安全访问管理器模块。
8.根据权利要求5的中间件服务层，其中所述开放应用程序框架API域包括用于处理应用的注册、安装、启动、停止、卸载和移除的应用管理器模块。
9.根据权利要求5的中间件服务层，其中所述开放平台API域包括用于隐藏移动终端平台部件的OS-特定的细节并减轻应用对包括消息路由/过滤和消息相关的资源处理在内的运行时复杂度的依赖的本地应用核心模块。
10.根据权利要求5的中间件服务层，其中所述开放平台API域包括本地扩展插入式模块以通过提供可以由应用所用的更高级服务而扩展移动终端平台部件的功能。
11.根据权利要求5的中间件服务层，其中UI工具包API域提供一组可以用来在中间件服务层中为用户应用构建用户接口的可视对象。
12.根据权利要求1的中间件服务层，其中所述无线电信系统包括蜂窝电信系统。
13.根据权利要求12的中间件服务层，其中所述蜂窝电信系统包括第三代蜂窝电信系统。
14.无线电信系统的平台系统的移动终端平台部件，包括：
软件服务组件；和
中间件服务层组件，所述中间件服务层组件包括至少一个应用编程接口(API)，以提供对移动终端平台部件的访问从而在所述移动终端平台部件中装载、安装并运行所述应用软件。
15.根据权利要求14的移动终端平台部件，其中所述至少一个API包括多个API。
16.根据权利要求15的移动终端平台部件，其中所述多个API包括本地API域和非本地API域。
17.根据权利要求16的移动终端平台部件，其中所述多个API包括Java执行环境API域、开放应用程序框架API域和开放平台API域。
18.使用移动终端的移动终端平台部件的中间件服务层的方法，包括：
提供包括软件服务组件和所述中间件服务层的移动终端平台部件，所述中间件服务层包括至少一个应用编程接口(API)以提供对该移动终端平台部件的访问；并
通过所述中间件服务层在所述移动终端平台部件中装载、安装并运行应用软件。
19.根据权利要求18的方法，其中所述应用软件是通过本地API域和非本地API域之一在移动终端平台部件被装载、安装并运行的。
20.根据权利要求18的方法，其中所述应用软件是由所述移动终端平台部件的制造商在所述移动终端平台部件装载、安装并运行的。
21.根据权利要求18的方法，其中所述应用软件是由所述移动终端的制造商装载、安装并运行的。
22.根据权利要求18的方法，其中所述应用软件是由所述移动终端的终端用户装载、安装并运行的。
CNB038040239A 2002-02-15 2003-02-13 移动终端平台系统的中间件服务层 Expired - Lifetime CN100354828C (zh)

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