嵌入式 Android

第 5 章 硬件入门硬件入门

本作品已使用人工智能进行翻译。欢迎您提供反馈和意见：[e-mail]

既然已经掌握了 Android 的构建系统，下一步就是逐步探索如何在目标机上使用构建的映像。为了更好地实现这一目标，我们必须回过头来看看 Android 通常在哪些硬件配置上运行。事实上，虽然 Android 可以在各种嵌入式系统上运行，但它仍然深深扎根于消费电子产品领域，尤其是手机。

我们将首先介绍运行 Android 的硬件平台的典型系统架构。然后，我们将讨论典型 SoC 的架构，并概述一些用于运行 Android 的著名 SoC。我们还将介绍虚拟地址空间和物理地址空间的区别、典型的主机-目标调试设置，并在本章最后提供一份评估板清单，您可以用它来制作嵌入式 Android 系统原型和/或学习相关知识。

典型系统架构

正如我们在第 1 章中所讨论的，Android 可以在任何运行 Linux 的硬件上运行。然而，Android 并不是在真空中构建的，它最初是为手机设计的，其当前的架构也反映了这一点。图 5-1展示了运行 Android 的原型嵌入式系统的架构框图。您的实际目标很可能与我的示意图不同，甚至大相径庭。但为了便于讨论，这张图就足够了。

图 5-1.典型系统架构框图

最重要的一点是，这个系统的中心是 SoC。我们将在下一节更详细地讨论 SoC。现在只需说明 SoC 包含一个 CPU 和一堆外设控制器，它们都在同一个集成电路 (IC) 芯片上。目标电路板上的所有其他组件通常都以这样或那样的方式与 SoC 相连。安卓基本上是在 SoC 上运行，因此可以从这个有利位置控制和/或访问电路板上的一切。

基带处理器

下一个需要注意的组件是基带处理器。市场上大多数手机都有独立的处理单元，用于运行面向用户的软件和管理无线电功能。它们通常分别称为应用处理器 (AP) 和基带处理器 (BP)。

你可能会问，为什么有两个独立的处理器，而不是只有一个。这既有法律方面的原因，也有技术方面的原因。首先，在美国，法律要求软件定义无线电（SDR）设备必须通过联邦通信委员会（FCC）的认证。该认证要求控制无线电的软件未经授权不得修改。从本质上讲，这意味着在任何情况下，设备的最终用户都不得改变无线电的运行方式或使用的频率。此外，无线电功能的操作也有硬性的实时限制。因此，从运行面向用户操作系统的 CPU 控制无线电是不可行的。在 BP 继续运行时，让 AP 进入休眠状态也有好处。

当然，这只是一个小结，关于这个话题还有很多要说的。不过，就我们目前的讨论而言，假设没有办法让单个处理器同时运行 Android 和控制无线电的软件。显然，如果您的嵌入式系统不是手机，或者不具备无线电功能，那么只需假设图中没有 BP 或与之相连的任何组件即可。

尽管如此，我们还是应该了解 BP 及其与 AP 的交互，因为 Android 的 RIL 架构与底层硬件紧密相连。简单来说，BP 和 AP 通过某种形式的串行总线使用 AT 命令相互通信。请注意，BP 有自己的闪存和 RAM。这就保证了 BP 上运行的认证软件与 AP 上运行的软件是隔离的，而且 BP 上运行的实时操作系统（RTOS）只专注于运行一件事：无线电的运行。例如，BP 运行的是实现 GSM 协议栈的软件。还要注意的是，SIM ...