專利名稱：移動終端及其啟動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種實現(xiàn)以智能卡為操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)載體的移動終端及其啟動方法。
背景技術(shù)：
隨著近幾年來移動用戶數(shù)目爆炸式增長、移動終端功能不斷增強、以及第三代移動通信技術(shù)的來臨，移動終端已逐漸成為象PC一樣重要的個人信息處理設(shè)備。移動終端操作系統(tǒng)也逐漸成為關(guān)系到國家信息安全、自主知識產(chǎn)權(quán)以及信息產(chǎn)業(yè)深度發(fā)展的一項技術(shù)，如同個人計算機操作系統(tǒng)一樣。
目前我國國內(nèi)的手機用戶超過了3億，2003年新增手機用戶超過5000萬，中國移動和中國聯(lián)通是目前全球排名第1和第3的移動通信運營商。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的移動終端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡易原理圖。從1圖中可以看出，移動終端內(nèi)部的功能模塊可分為兩大部分“基帶處理”(base bandprocessing)和“應(yīng)用處理”(Application processing)。其中“基帶處理”控制移動通信網(wǎng)絡(luò)射頻接口部分及相應(yīng)的協(xié)議棧；“應(yīng)用處理”部分控制與用戶應(yīng)用有關(guān)的部分，如視頻、音頻、顯示器、鍵盤以及多媒體接口和用戶接口。
“基帶處理”CPU和“應(yīng)用處理”CPU可以通過UART，DPRAM或其他方式相連，而這兩種CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般是一個CPU的核和一個數(shù)字信號處理器通過并行IO和中斷方式協(xié)同工作。
手機市場和應(yīng)用膨脹的一個特點是手機的多樣化。手機的多樣化不僅表現(xiàn)在手機款式和功能方面，更根本的是手機體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的多樣化。這種多樣化一方面可以為手機用戶提供更多的選擇余地，但另一方面卻也為移動運營商，手機用戶，移動增值服務(wù)商帶來諸多的困擾，主要表現(xiàn)在
1、移動運營商無法掌控移動終端的技術(shù)和平臺，使得他們難以方便地推廣應(yīng)用；難以實現(xiàn)以內(nèi)容收費，以流量收費的消費模式；難以調(diào)節(jié)手機價格，從而擴大用戶群；在手機功能越來越強，手機病毒和其它安全性威脅一定會隨之而來的情形下，難以以技術(shù)手段解決安全性威脅。
2、移動增值服務(wù)商必須面對多樣化的手機體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)，為同樣的服務(wù)提供不同的版本，大大增加了開發(fā)，維護和支持的成本。
3、手機用戶要為多樣化的手機付出昂貴的價格；要適應(yīng)和熟悉不同手機的用戶界面和使用經(jīng)驗；會因為更換手機，而必須放棄一些服務(wù)或因為一些服務(wù)而必須更換手機；對手機的附件及其功能不能任意選擇和復(fù)用。
所以從移動運營商，手機用戶，移動增值服務(wù)商的角度來說，手機需要有統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)。或者更確切地說，移動運營商，手機用戶，移動增值服務(wù)商需要強有力的技術(shù)手段來推動手機體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的統(tǒng)一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以智能卡作為移動終端操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)的載體，以智能卡驅(qū)動整個移動終端，把移動終端作為智能卡的外部設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的是以智能卡承載移動終端操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)的方式，使得移動運營商可以隨智能卡銷售手機的操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)，從而以技術(shù)手段推動手機體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的統(tǒng)一。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種移動終端，包括用于處理所述移動終端的基帶信號的基帶信號處理器；用于向所述移動終端輸入或從所述移動終端輸出相關(guān)數(shù)據(jù)的輸入輸出裝置；用于存儲所述移動終端的相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲裝置；以及可拆卸地安裝在所述移動終端上的智能卡；其特征在于所述移動終端還包括總線控制器，連接至所述移動終端和所述智能卡，用于在所述智能卡和所述移動終端的其他裝置之間進行數(shù)據(jù)交換；
所述智能卡承載有用于操作所述移動終端的其他裝置的操作系統(tǒng)。
所述總線控制器包括基帶集中控制器，用于與所述移動終端的基帶信號處理器通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的基帶信號處理器之間的信息交互；輸入輸出集中控制器，用于與所述移動終端的輸入輸出裝置通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的輸入輸出裝置之間的信息交互；存儲集中控制器，用于與所述移動終端的存儲裝置通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的存儲裝置之間的信息交互；智能卡集中控制器，用于實現(xiàn)所述基帶集中控制器、所述輸入輸出集中控制器、與所述存儲集中控制器與所述智能卡之間的通信。
所述智能卡與所述移動終端的其他裝置之間的通信通過雙接口的隨機訪問存儲器進行。
所述雙接口的隨機訪問存儲器的兩個端口的地址和數(shù)據(jù)總線分別與所述基帶信號處理器以及所述基帶集中控制器相連。
所述存儲裝置可以包括下述之一包括外部擴展的ROM、RAM、閃存、ScanDisk、MMC、U-Disk。
所述總線控制器還用于接收來自所述移動終端的用戶接口裝置的中斷信號，并將所述中斷信號轉(zhuǎn)交給所述智能卡上的操作系統(tǒng)進行處理。
所述用戶接口裝置可以為下述之一麥克風(fēng)、鍵盤、手寫筆、以及觸摸屏。
本發(fā)明通過使用具有高速總線接口的智能卡和能夠控制這種智能卡與外部總線通信的總線控制器，使得智能卡可以通過外部總線與基帶控制器、顯示器、鍵盤、麥克風(fēng)、揚聲器等移動終端設(shè)備通信，從而驅(qū)動整個移動終端。
本發(fā)明使用的智能卡還具有足夠的計算能力和存儲能力，使得它足以承載移動終端的操作系統(tǒng)，并為移動終端的操作系統(tǒng)提供運行環(huán)境。
本發(fā)明與現(xiàn)有的移動終端相比，具有如下優(yōu)勢
1、移動終端的操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)承載于智能卡之上，從而使運營商可以通過售卡的方式隨卡銷售移動終端的操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)；2、標準的，安全的，以智能卡為載體的操作系統(tǒng)，可以最大程度解決安全性難題，為運營商提供安全運營環(huán)境；3、使移動終端的用戶可以任意選擇和復(fù)用附件及其功能；以及4、使移動增值服務(wù)商可以只為統(tǒng)一的移動終端操作系統(tǒng)開發(fā)服務(wù)，從而降低開發(fā)、維護和支持的成本。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中移動終端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡易原理圖；圖2是本發(fā)明的以智能卡作為移動終端操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)的載體的移動終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是本發(fā)明中的“終端/智能卡總線控制器”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖4是本發(fā)明中的移動終端的上電啟動工作流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合說明書附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式
。
如圖2所示，是根據(jù)本發(fā)明的以智能卡作為移動終端操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)的載體的移動終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。
該移動終端包括基帶信號處理器，用于處理所述移動終端的基帶信號；輸入輸出裝置，用于向所述移動終端輸入或從所述移動終端輸出相關(guān)數(shù)據(jù)；存儲裝置，用于存儲所述移動終端的相關(guān)數(shù)據(jù)；智能卡，可拆卸地安裝在所述移動終端上；以及總線控制器，連接至所述移動終端和所述智能卡，用于在所述智能卡和所述移動終端的其他裝置之間進行數(shù)據(jù)交換。
該智能卡承載有用于操作所述移動終端的其他裝置的操作系統(tǒng)。
比較已有的和新的體系結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)在新的結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的“基帶處理”部分幾乎沒有太大的變化，但“基帶處理”與“應(yīng)用處理”部分的通信要通過一個“終端/智能卡總線控制器”來完成。新結(jié)構(gòu)中的“應(yīng)用處理”可以直觀的認為是將現(xiàn)有的“應(yīng)用處理”CPU和相關(guān)操作系統(tǒng)代碼由智能卡和智能卡中的相關(guān)代碼取代。同樣，這一部分與“基帶處理”的交互通信由“終端/智能卡總線控制器”完成。
“終端/智能卡總線控制器”由四大模塊組成，包括“基帶集中控制器(Baseband Control Hub)”，“輸入/輸出集中控制器(I/O Control Hub)”，“智能卡集中控制器”(Smart Card Control Hub)，和“存儲集中控制器(MemoryControl Hub)”。
“終端/智能卡總線控制器”與“基帶處理”部分的通信要通過模塊“基帶集中控制器”來協(xié)調(diào)。具體的通信方式可以是UART，DRAM或其他方式。
“終端/智能卡總線控制器”負責(zé)新的體系機構(gòu)下，智能卡以及在智能卡上運行的操作系統(tǒng)和作為智能卡外部設(shè)備的手機之間通信。通信控制方式主要采用總線控制和中斷方式。“終端/智能卡總線控制器”中的模塊，“輸入/輸出集中控制器”接受來自各種用戶接口設(shè)備、中斷信號，如來自麥克風(fēng)、鍵盤、手寫筆、觸摸屏的中斷信號，并將所得到的控制信息和數(shù)據(jù)，通過另一個模塊，“智能卡集中控制器”轉(zhuǎn)交給智能卡上的操作系統(tǒng)進行處理。另一方面“智能卡集中控制器”能將智能卡上的操作系統(tǒng)命令、數(shù)據(jù)或地址信息，通過“輸入/輸出集中控制器”傳遞給相應(yīng)的用戶接口設(shè)備，比如將多媒體相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給揚聲器。
“終端/智能卡總線控制器”還通過“存儲集中控制器”，負責(zé)新的體系機構(gòu)下，對所有存儲設(shè)備的管理。存儲設(shè)備具體包括外部擴展的只讀存儲器(ROM)，RAM或閃存(FLASH)，以及用戶可以自由插拔的各種存儲卡，如ScanDisk，多媒體卡(MMC MultiMedia Card)，U盤(U-Disk)等等?！按鎯锌刂破鳌笨梢越邮?，通過“智能卡集中控制器”傳來的，來自智能卡上的操作系統(tǒng)的命令、數(shù)據(jù)或地址信息，對各種存儲設(shè)備進行數(shù)據(jù)訪問和控制，并根據(jù)以上命令，將訪問到的數(shù)據(jù)和控制信息，通過“智能卡集中控制器”傳遞給智能卡上的操作系統(tǒng)。移動終端可以是移動電話等。
如圖3所示，是根據(jù)本發(fā)明的“終端/智能卡總線控制器”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。
“終端/智能卡總線控制器”是本發(fā)明的體系結(jié)構(gòu)中硬件的樞紐，協(xié)調(diào)“基帶處理”和“應(yīng)用處理”兩大部分的工作。如圖所示，“終端/智能卡總線控制器”由四大模塊組成，包括“基帶集中控制器(Baseband Control Hub)”，用于與所述移動終端的基帶信號處理器通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的基帶信號處理器之間的信息交互；“輸入/輸出集中控制器(I/O Control Hub)”，用于與所述移動終端的輸入輸出裝置通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的輸入輸出裝置之間的信息交互；“存儲集中控制器(Memory Control Hub)”，用于與所述移動終端的存儲裝置通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的存儲裝置之間的信息交互；以及“智能卡集中控制器(Smart Card Control Hub)”，用于實現(xiàn)所述基帶集中控制器、所述輸入輸出集中控制器、與所述存儲集中控制器與所述智能卡之間的通信。
在“終端/智能卡總線控制器”負責(zé)的新體系機構(gòu)下，智能卡以及在智能卡上運行的操作系統(tǒng)和作為智能卡外部設(shè)備的手機之間通信，特別地，它負責(zé)“基帶處理”部分和承載于智能卡上的操作系統(tǒng)之間通信。具體的通信方式可以是UART，雙接口的隨機訪問存儲器(DPRAM Dual Port RAM)或其他方式。當通信方式采用DPRAM時，DPRAM的兩個端口的地址和數(shù)據(jù)總線(可以復(fù)用)分別與移動終端的“基帶處理”部分和“終端/智能卡總線控制器”的“基帶集中控制器”向來，使用目前常用的DPRAM共享協(xié)議，即可以進行通信和數(shù)據(jù)的共享。
“終端/智能卡總線控制器”負責(zé)新的體系機構(gòu)下，接受來自各種用戶接口設(shè)備的中斷信號，如來自麥克風(fēng)、鍵盤、手寫筆、觸摸屏的中斷信號，并將所有需要的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)交給智能卡上的操作系統(tǒng)進行處理。具體而言，當用戶使用這些外部設(shè)備時，如按鍵，書寫或點擊觸摸屏?xí)r，這些設(shè)備產(chǎn)生中斷信號，“終端/智能卡總線控制器”中的“輸入/輸出集中控制器”接受到中斷信號和相關(guān)的數(shù)據(jù)，并把他們傳遞給智能卡上的操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)根據(jù)中斷類型和相關(guān)的數(shù)據(jù)，進入相應(yīng)的中斷服務(wù)例程，處理用戶的請求?！拜斎?輸出集中控制器”負責(zé)將智能卡操作系統(tǒng)命令、數(shù)據(jù)或地址信息，傳遞給相應(yīng)的用戶接口設(shè)備，比如將多媒體相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給揚聲器。
“終端/智能卡總線控制器”中的“存儲集中控制器”主要協(xié)調(diào)手機所帶各種存儲區(qū)，和智能卡所帶各種存儲區(qū)的協(xié)調(diào)工作，進行地址/數(shù)據(jù)/命令的解釋、存取和控制；存儲設(shè)備具體包括外部擴展的ROM，RAM或FLASH，以及用戶可以自由插拔的各種存儲卡，如ScanDisk，MMC(MultiMedia Card)，U-Disk等等?！按鎯锌刂破鳌笨梢越邮?，通過“智能卡集中控制器”傳來的，來自智能卡上的操作系統(tǒng)的命令、數(shù)據(jù)或地址信息，對各種存儲設(shè)備進行數(shù)據(jù)訪問和控制，并根據(jù)以上命令，將訪問到的數(shù)據(jù)和控制信息，通過“智能卡集中控制器”傳遞給智能卡上的操作系統(tǒng)。
“終端/智能卡總線控制器”中的“智能卡集中控制器”負責(zé)智能卡與其他幾個集中控制器之間的通信和控制。具體而言，“智能卡集中控制器”把智能卡與“基帶處理”之間的通信和控制信息，比如DPRAM的地址/數(shù)據(jù)和協(xié)議轉(zhuǎn)遞給“基帶集中控制器”或從“基帶集中控制器”得到相應(yīng)的地址/數(shù)據(jù)和協(xié)議信息；“智能卡集中控制器”得到來自“輸入/輸出集中控制器”的中斷信號和相關(guān)數(shù)據(jù)，并把它們傳遞給承載在智能卡上的操作系統(tǒng)。“智能卡集中控制器”也將來自智能卡上的操作系統(tǒng)的控制輸入/輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)傳遞給“輸入/輸出集中控制器”；“智能卡集中控制器”還把來自智能卡上的操作系統(tǒng)的對外部存儲設(shè)備進行操作和控制的數(shù)據(jù)傳遞給“存儲集中控制器”，并把來自“存儲集中控制器”的數(shù)據(jù)傳遞給智能卡上的操作系統(tǒng)。
總之，作為總線控制器，它協(xié)調(diào)控制每一個連接在總線上的設(shè)備，包括承載操作系統(tǒng)的智能卡，保障命令、數(shù)據(jù)和地址信息的暢通流動。
“終端/智能卡總線控制器”的初始化由每次手機開機上電后進行，由新的體系結(jié)構(gòu)下的手機的啟動程序(BootLoader)控制。
本發(fā)明中的移動終端的上電啟動工作流程本發(fā)明中的移動終端的上電啟動由終端上的啟動程序(BootLoader)來完成，其主要任務(wù)是對終端的各種硬件部件進行初始化，測試軟硬件協(xié)同并把相關(guān)的終端的軟件和硬件參數(shù)傳遞給承載終端操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)的智能卡。
具體而言，本發(fā)明中的移動終端的啟動程序的流程由圖4所示，包括以下步驟步驟S1，檢查所述移動終端的硬件和固件設(shè)置；步驟S2，裝載設(shè)置中斷服務(wù)程序和裝置驅(qū)動程序；步驟S3，初始化所述移動終端的總線控制器，并進行電源管理；步驟S4，進行上電自檢；步驟S5，顯示系統(tǒng)設(shè)置；步驟S6，將檢測到的裝置的信息傳送給所述終端的智能卡，將控制權(quán)交給所述智能卡。
其主要功能包括上電自檢(POST，Power-On self Test)包括對存儲設(shè)備、顯示設(shè)備、鍵盤或其他輸入設(shè)備，承載操作系統(tǒng)的智能卡，“基帶處理”部分等等，并把相關(guān)信息傳遞給承載終端操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)的智能卡，其中對各種存儲設(shè)備的檢測包括類型、容量、速度時顯示器設(shè)備的檢測包括顯示模式(單/彩顯)，顯示分辨率，頻率界限等等。在這一過程結(jié)束后，卡上的操作系統(tǒng)就會了解系統(tǒng)所處的外部設(shè)備環(huán)境，從而可以自動配置驅(qū)動程序，當不能發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的驅(qū)動程序時，會提醒用戶通過網(wǎng)上下載；初始化上述各種設(shè)備及其他相關(guān)控制器；提供基本的硬件中斷服務(wù)控制功能；支持各種外部設(shè)備的即插即用；支持來自用戶的設(shè)置，比如用戶可以將設(shè)備的類型等信息固定下來，或把“即插即用”和“自動設(shè)備檢測”關(guān)閉，這樣手機不會再花時間做設(shè)備檢測，而已使用戶有更短手機啟動時間；支持啟動程序本身的動態(tài)更新。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種移動終端，包括用于處理所述移動終端的基帶信號的基帶信號處理器；用于向所述移動終端輸入或從所述移動終端輸出相關(guān)數(shù)據(jù)的輸入輸出裝置；用于存儲所述移動終端的相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲裝置；以及可拆卸地安裝在所述移動終端上的智能卡；其特征在于所述移動終端還包括總線控制器，連接至所述移動終端和所述智能卡，用于在所述智能卡和所述移動終端的其他裝置之間進行數(shù)據(jù)交換；所述智能卡承載有用于操作所述移動終端的其他裝置的操作系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的移動終端，其特征在于所述總線控制器包括基帶集中控制器，用于與所述移動終端的基帶信號處理器通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的基帶信號處理器之間的信息交互；輸入輸出集中控制器，用于與所述移動終端的輸入輸出裝置通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的輸入輸出裝置之間的信息交互；存儲集中控制器，用于與所述移動終端的存儲裝置通信，實現(xiàn)所述智能卡與所述移動終端的存儲裝置之間的信息交互；智能卡集中控制器，用于實現(xiàn)所述基帶集中控制器、所述輸入輸出集中控制器、與所述存儲集中控制器與所述智能卡之間的通信。
3.如權(quán)利要求2所述的移動終端，其特征在于所述智能卡與所述移動終端的其他裝置之間的通信通過雙接口的隨機訪問存儲器進行。
4.如權(quán)利要求3所述的移動終端，其特征在于所述雙接口的隨機訪問存儲器的兩個端口的地址和數(shù)據(jù)總線分別與所述基帶信號處理器以及所述基帶集中控制器相連。
5.如權(quán)利要求2所述的移動終端，其特征在于所述存儲裝置可以包括下述之一包括外部擴展的只讀存儲器、隨機訪問存儲器、閃存、多媒體卡、U盤。
6.如權(quán)利要求1所述的移動終端，其特征在于所述總線控制器還用于接收來自所述移動終端的用戶接口裝置的中斷信號，并將所述中斷信號轉(zhuǎn)交給所述智能卡上的操作系統(tǒng)進行處理。
7.如權(quán)利要求6所述的移動終端，其特征在于所述用戶接口裝置可以為下述之一麥克風(fēng)、鍵盤、手寫筆、以及觸摸屏。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)以智能卡為操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)載體的移動終端的方法。與目前移動終端的區(qū)別在于，這種移動終端以智能卡為操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)的載體，即移動終端的操作系統(tǒng)和主要應(yīng)用系統(tǒng)是存儲在智能卡上的，而不是存儲在移動終端的存儲器上。在這種模式下，移動終端由智能卡驅(qū)動，移動終端可以被認為是智能卡的外部設(shè)備。此技術(shù)使得移動運營商可以隨卡銷售移動終端的操作系統(tǒng)；使得移動終端具有統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)；使得移動終端用戶可以復(fù)用、增減移動終端的附件，如顯示屏，攝像頭等；使得移動增值服務(wù)商可以在統(tǒng)一的前、后臺上開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。
文檔編號H04Q7/32GK1812608SQ20051000491
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者王幼君, 高翔 申請人:北京握奇數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司