Перспективы развития устройств на платформе S60

В качестве вступления немного остановимся на истории одной из самых распространенных платформ смартфонов, Series60, или, как она именуется сейчас, S60. Под платформой в данном контексте понимается программная часть которая объединяет как системные утилиты, операционную систему, так и набор пользовательских приложений. Как правило, все продукты Nokia, построенные на одном издании платформы, имеют сходные аппаратные характеристики (тип процессора, его частота, схемотехника), в то же время могут быть и исключения. Отличия в камере, объеме памяти, типе карты не существенны и могут присутствовать на одной и той же аппаратной базе.

Вплоть до настоящего времени мы могли видеть три издания платформы (Editions), причем при переходе от одного издания к другому возможно изменение и версии операционной системы, Symbian, хотя это и не обязательное условие. Так, первое издание платформы базировалось на Symbian OS v6.1, следующее – на Symbian OS v7.0s, и третье издание – на Symbian OS v9.1. Также, в качестве дополнений к каждому изданию, существуют так называемые Feature Packs (FP), которые привносят дополнительную функциональность в уже существующую версию платформы. Как мы можем видеть, версия операционной системы также может меняться при переходе от одного FP к другому. Например, второе издание платформы включает в себя три FP. Подробнее этот вопрос будет поднят далее по тексту.

Прежде чем начать рассмотрение перспектив развития платформы S60, обратимся к особо актуальному вопросу, стоящим перед пользователями Symbian-смартфонов. Давно уже известно, что ни одно приложение, работавшее на устройствах, основанных на втором издании и ранее, сейчас поддерживаться не будет. К полной бинарной несовместимости приложений с новой версией ОС (The Binary Compatibility Break) привело представление архитектуры Application Binary Interface (ABI) для ARM. Это значит, что приложения будут нуждаться в повторной компиляции, используя другой набор инструментов. В данное время для некоторых это является камнем преткновения при переходе с аппаратов на S60 2nd Edition например. Успокоением может служить тот факт, что подобного не произойдет при переходе от третьего издания к последующим, они совместимы.

Третье издание использует версию ОС Symbian 9.1, полностью переработано ядро системы, EKA 2 (EPOC Kernel Architecture 2). Разница в поддержке реального времени – это позволяет создавать приложения, критичные к времени выполнения, например, VoIP.

Для разработчиков большую роль играет использование нового компилятора, а также улучшения, связанные с применяемой моделью безопасности. В частности, вводится понятие сертифицированных приложений, которые смогут получать полный доступ к отдельным API (доступность получило около 40 API, что делает возможным разработку любого типа приложений).

Подробно ознакомится со списком API, обзором стандартных приложений и прочими деталями, связанными с этим переходом, предлагаем вам в этом материале:

Программное обеспечение Series 60 3rd Edition

Перейдем к более интересующему нас аспекту, а именно, к аппаратным изменениям, поддерживаемым на уровне ОС. Таковыми являются поддержка WLAN (Wi-Fi), SD, miniSD, MicroSD карт, поддержка QWERTY-клавиатур.

Вообще, чтобы понять, как строится архитектура платформы S60, достаточно взглянуть на представленное ниже схематичное изображение:

Мы не будем останавливаться подробно на описании каждого элемента, лишь перечислим некоторые из них:

Symbian OS Extensions – это набор возможностей, позволяющих платформе S60 взаимодействовать с функциями компонентов «железа», такими, как вибровызов, статус заряда батареи, и пр.
S60 Platform Services - это фундаментальные сервисы, предоставляемые платформой. Они включают в себя:
- Application Framework Services - обеспечивают базовые возможности запуска приложений и сервисов, компоненты пользовательского интерфейса.
- UI Framework Services - обеспечивают определенный вид компонентов интерфейса и операции с событиями.
- Graphics Services - обеспечивают возможности для создания графики и отрисовки ее на экране.
- Location Services - позволяют платформе «знать» о местоположении аппарата.
- Web-Based Services - включают в себя сервисы по установлению соединений, взаимодействию с WEB-функциональностью, в том числе browsing, загрузку файлов.
- Multimedia Services - обеспечивают возможности проигрывания видео и аудио, как и распознавание речи.
S60 Application Services - это набор возможностей, которые используются приложениями S60 и могут быть использованы разработчиками при создании сторонних приложений.

Раскрывать смысл каждого пункта не имеет смысла, и те, кому это действительно интересно, могут ознакомиться с технической документацией на сайте www.forum.nokia.com

Платформа S60 определяет стиль пользовательского интерфейса (UI) и APIs, но не определяет автоматически размер (разрешение) экрана или методы ввода информации. Производители вольны использовать свой собственный UI, а разработчики обязаны использовать масштабируемый интерфейс в своих приложениях (для различных разрешений экрана).

Для примера, одной из самых интересных опций, которую привнес feature pack 3 в S60 2nd Edition, является поддержка масштабируемого UI (для экранов с разрешением 176 x 208, 240 x 320, и 352 x 416 точек).

Анонс же устройств на S60 3rd Edition, Feature Pack 1, планируется уже 26-28 сентября этого года, и основными дополнениями FP1 являются следующие:

Firmware over-the-air (FOTA) updates, прошивка по воздуху. Стоит отметить, что аппарат Nokia 6131, основанный на программно-аппаратной платформе Series 40, поддерживает обновление прошивки по воздуху, в то время как наиболее продвинутые устройства, смартфоны, обретают эту возможность только сейчас. Исключением является модель N80, поддержка FOTA есть в аппарате, но до 4-й версии программного обеспечения была также недоступна основной массе пользователей. Прошивать аппарат в домашних условиях было возможно, но, естественно, требовало специального оборудования, и, к тому же, автоматически лишало устройство гарантии. В настоящее же время Nokia активно начала продвигать сервис перепрошивки аппаратов в домашних условиях, через кабель, идущий в комплекте, минуя услуги сервис-центров: http://www.nokia.co.uk/softwareupdate

Пока что поддерживаются аппараты второго издания, 6680, N72 и пр., но в течение некоторого времени, в сентябре, планируется поддержка аппаратов на третьем издании. К недовольству обладателей модели N90, обновлений для этого аппарата более не предвидится.

New Open Source Software (OSS) Browser. Подробный обзор браузера, функциональность которого в чем-то превышает текущую версию Opera (с рядом оговорок, естественно, например, таких удобных функций Opera, как вытягивание в одну страницу, список паролей, автоподбор имени домена, настраиваемые цифровые ярлыки, которых нет в OSS Browser), вы можете прочитать здесь:

Обзор Nokia Web Browser S60 (OSS Browser)

Улучшенная кастомизация (customization) интерфейса для операторов и лицензиатов с обновлением «по воздуху».
Опционально - Macromedia Flash Lite 2 от Adobe.
Опции конфигурации, позволяющие лицензиатам S60 создавать аппараты с низкой начальной стоимостью.

Новые C++ APIs включают в себя:

Gallery Content Listing API.
Optical Character Recognition API.
Central Repository Notification Handler API.
Profiles Engine API.
Screen Mode API.
OpenGL V1.1 API (Updated).
Telnet API.
App Framework Animation API.
OBEX API (updated).
OBEX MTM API (updated).

Новые Java™ APIs включают:

Advanced Multimedia Supplements (AMMS) API (JSR-234).
Scalable Vector Graphics 2D API (JSR-226).
Mobile 3D Graphics (M3G) API for J2ME™ v1.1 (JSR-184) (updated).

Подробный материал по FP1 вы сможете прочитать здесь:

S60 3d Edition Feature Pack 1

Отдельно необходимо упомянуть модуль Bluetooth, используемый в моделях Nokia. Чип компании Murata Manufacturing (являющейся поставщиком компании Nokia и занимающей второе место рынка модулей Bluetooth) является одним из лучших в своем классе. Но в устройствах мы не видим поддержки большого числа спецификаций, характерных для моделей схожего класса. Давно уже стало понятно, что это лишь ограничение текущей версии ОС. Больше всего недовольства вызывало отсутствие профиля A2DP (Advanced Audio Distribution Profile), что понятно, ведь это не позволяет с помощью Bluetooth выводить звук с телефона на беспроводную гарнитуру, наушники, автомобильную стереосистему.

В Symbian 9.2 же основное изменение, связанное с Bluetooth – в появившейся поддержке профиля A2DP, а также управляющих профилей (перемотка музыки, видео и так далее).

Будущие устройства эти будут основаны на 9.2 и 9.3 версиях операционной системы. Пока нельзя с полной уверенностью утверждать, какая версия ляжет в основу FP1, скорее, это будет Symbian 9.2, в то время как FP2 будет основан на версии 9.3 (различия этих версий рассмотрены ниже).

Перечислим основные их возможности:

Platform security – системный механизм защиты, основанный на учете и мониторинге возможностей приложений. В дополнение, реализованы кодирование и управление сертификатами, протоколы защиты HTTPS, SSL и TLS.
Comprehensive Java support – поддержка последних стандартов Java, включая CLDC 1.1, MIDP 2.0, JTWI (JSR185), Mobile Media API (JSR135), Bluetooth (JSR082), Wireless Messaging (JSR120), Mobile 3D Graphics API (JSR184), Personal Information Management и FileGCF APIs (JSR075), и Content Handling API (JSR 211).
Hard real-time capabilities – ядро операционной системы, ориентированное на работу в реальном времени и допускающее выполнение нескольких потоков одновременно, дает возможность поддержки одноядерной архитектуры.
Support for the latest hardware – поддержка последних архитектур CPU, внешних устройств, типов внутренней и внешней памяти.
Powerful graphics – прямой доступ к экранам и клавиатуре, графический ускоритель API, повышенная гибкость UI (поддержка различных ориентация экрана – альбомной, портретной, различных разрешений).
Optimized for mobile phones – Symbian OS v9.3 оптимизирован для 3G аппаратов с поддержкой WCDMA
Flexible device creation with Symbian OS – гибкие конфигурации создания смартфонов путем выбора нужных ключевых функций Symbian ОС.
Поддержка WiFi:
- Enterprise use of WiFi
- Important basis for IP convergence and bearer mobility applications
Расширенные возможности для сервисов операторов:
- Поддержка HSDPA
- IPSec усовершенствования для UMA (VoIP)
- Исконно присутствующая в ОС поддержка Push To Talk
- Java JSR 248
Улучшенные графические возможности, включая реализацию 3D игр.

Главными улучшениями версии 9.3 по сравнению с 9.2 являются следующие:

Поддержка WLAN исконно присутствует в ОС
Улучшенные технические данные
Гибкое конфигурирование Symbian компонентов для ускорения разработки
Улучшенная система мониторинга для более легкой интеграции ПО
Лучшие и более доступные тестовые инструменты, входящие в Symbian Verification Suite.

Для конечного пользователя будет заметно сокращение времени загрузки устройств, управление памятью, переключение между приложениями и пр.

Подробные характеристики 9.2.и 9.3 версий операционной системы можно посмотреть по адресу:

http://www.symbian.com/symbianos/releases/symbianosreleases.html

Хотелось бы подробнее остановиться на одном обстоятельстве, которое обещает привнести в s60 3rd edition Feature Pack 1.

Разрешение экранов: в FP1 и далее отказались от поддержки стандартного разрешения 176х208 и двойного 352х416, в то время как QVGA (320x240) становится стандартным в настоящее время. Сделано это было, прежде всего, для облегчения жизни разработчикам, которым приходилось создавать приложения для экранов с различными отношениями сторон. На смену разрешению 352х416 в скором времени придут HVGA (320x480) и VGA (640х480) разрешения экранов. Эти экраны станут стандартными в будущем, мультимедийные компьютеры с VGA экранами оккупируют верхний ценовой сегмент, в то время как аппараты с QVGA экранами уже сейчас занимают средний и нижний сегменты рынка смартфонов. Еще одной причиной стандартизации стала стоимость нестандартных экранов, согласитесь, зачем это нужно производителям, когда платформа может поддерживать и привычные разрешения экранов, которые применяются большинством производителей сотовых телефонов, смартфонов и коммуникаторов?

Платформа S60 очень гибкая, и лицензиаты могут применять другие разрешения, и использовать встроенную функцию масштабирования интерфейса. Как пример можно привести довольно нестандартный аппарат Nokia 5500, обладающий разрешением экрана 208х208 пикселей. В этом случае сам производитель вынужден тратить дополнительные усилия на тестирование аппарата.

Интересным будет предположение, что, возможно, Nokia стремится уйти от больших размеров устройств, разрабатывая новые разрешения экранов для применения их в аппаратах с небольшими физическими размерами экранов, и, соответственно, с небольшими же габаритами. Очевидно, продолжение идей использования в смартфонах небольших экранов (5500 (30х30 мм), Е50 (30х40 мм)) мы увидим в ближайшем будущем, ведь для фирмы Nokia в данное время стоит задача миниатюризации смартфонов, миниатюризации протестированных в топовых аппаратах Nseries технологий.

Аппарат 5500 продвигается фирмой Nokia исключительно как телефон, и возможно, не будет полной поддержки сторонних приложений, и S60 в этом аппарате выступает лишь в целях включения OSS Браузера, музыкального проигрывателя и некоторых других в стандартный комплект приложений. Подробнее о предпосылках стандартизации вы можете прочитать здесь:

http://blogs.s60.com/mrktngman/2006/05/less_is_more.html#more

Теперь коснемся главного вопроса, а именно, аппаратной составляющей смартфонов на платформе S60.

На протяжении долгого времени в смартфонах Nokia использовался Texas Instruments OMAP 1710, одночиповый процессор. Интересно будет рассмотреть его основные возможности.

TMS320C55x DSP core subsystem

Up to 220 MHz (maximum frequency)
32K x 16-bit on-chip dual-access RAM (DARAM) (64 KB)
48K x 16-bit on-chip single-access RAM (SARAM) (96 KB)
24 KB I-cache
One/two instructions executed per cycle
Video hardware accelerators for DCT, iDCT, pixel interpolation, and motion estimation for video compression

ARM926TEJ core subsystem

Up to 220 MHz ARM926TEJ V5 architecture (maximum frequency)
32KB I-cache; 16KB D-cache
Java acceleration
Support for 32-bit and 16-bit (thumb mode) instruction sets
Data and program MMUs
Two 64-entry translation look-aside buffers (TLBs) for MMUs
17-word write buffer

Security Acceleration in Hardware

Secure bootloader
48 kB of secure ROM
16 kB of secure RAM
Hardware acceleration for security standards and random number generator
Unique die ID cell
Third-party Security software library

Memory Traffic Controller (TC)

16-bit EMIFS external memory interface
16-bit EMIFF external memory interface

Application Subsystem

Supports leading operating systems
DMA with 4 physical and 17 logical channels and a dedicated 2D graphics engine
USB On-the-Go (OTG)
Two SD/MMC/SDIO ports
Two high-speed 3.68 MHz UARTs
I2C controller
Two high-speed 3.68 MHz UARTs
uWire
CompactFlash
Parallel and compact camera ports
Enhanced Debug Trace (ETM) for debug
Fast IrDA (FIR)
SPI
LCD controller

Comprehensive memory controller for interfaces to:

128 MB of mobile SDRAM and mobile DDR
256 MB Flash (for burst, programmable NOR flash)

OMAP 1710 - Open Mobile Application Processor, ARM-ядро и DSP-ядро которого работают на частоте 220MHz. Первый в своем роде Nokia 6630 построен на процессоре с ядром ARM926EJ-S , которое имеет архитектуру ARMv5TEJ. В предшествующих аппаратах на S60 (FP1, Symbian 7.0s - 7610, 6670) ядро ARM925 имеет архитектуру ARMv4T.

Этот чип использовался на протяжении долгого времени в таких аппаратах, как 6630, 6680, N70, N80, N73 и прочих смартфонах N- и ESeries. Рабочая частота 220МГц в настоящее время пользователям кажется не таким уж большим значением, однако потенциал OMAP 1710 еще не исчерпан, и, несмотря на доступность OMAP 2420, 2430, мы увидим именно этот чип в ряде будущих моделей. Скорость работы устройств, построенных на 1710, остается на приемлемом уровне. Прирост в производительности новых аппаратов, построенных на Symbian 9.1, по сравнению с предшественниками объясняется исключительно изменениями в самой ОС, нежели в аппаратной составляющей.

В апреле 2006 Nokia анонсировала аппарат N93, который, вроде бы, призван открыть новую веху в истории смартфоностроения. Так ли это, попробуем разобраться. Характеристики процессора данной модели, TI OMAP 2420, достаточно внушительны, еще более внушительными они выглядели во время разработки модели, что пришлось на 2004-й год. В то время лишь модель 2420 поддерживала планируемые функции устройства, упор в продвижении которого сделан на качественной видеозаписи. OMAP 2420 был анонсирован в 2004, и впервые применялся в аппаратах японского NTT DoCoMo (Panasonic P902i например).

OMAP 2420 включает в себя все преимущества архитектуры OMAP 2. Модель использует архитектуру ARM11, в отличие от ARM9 предшественников, построенных на OMAP 1710. Чип 2420 располагает процессорным ядром ARM1136JS-F (330MHz), TI TMS320C55x™ Digital Signal Processor (DSP) (220MHz), также на кристалле находится 2D/3D MBX/VGP ускоритель. Улучшения в сфере мультимедиа описываются добавлением ускорителя формирования изображения и видео, поддержкой мульти-мегапиксельных (4+) камер, вывода композитного сигнала на экран ТВ, записи и воспроизведения видео в формате MPEG4, VGA разрешении со скоростью 30 кадров в секунду.

Более подробно ознакомиться со спецификациями вы можете здесь.

Что интересно, процессор OMAP 2420 был выбран компанией Microsoft для реализации платформы с упомянутым ранее ядром ARM1136 для Windows CE 6, но это уже совсем другая история.

Анонс OMAP3 привнес различные слухи и обсуждения будущих аппаратов, которые будут на нем основаны. Еще бы, такими свойствами были DVD-качество записи видео, интегрированный ISP (image signal processor) для более быстрой, более качественной фотосъемки, 3D-звук и 3D-графика, обеспечиваемые PowerVR MBX, ряд других приятностей.

Но в настоящее время нет такой уверенности, что Nokia и далее будет применять уже опробованный в аппарате N93 процессор OMAP 2420 и далее. Ряд заявлений позволил нам усомниться в непоколебимости отношений Nokia и TI. В их числе заявление о сотрудничестве Intel, Nokia, Symbian (октябрь 2004), и, что интереснее, более позднему соглашению с Freescale Semiconductor Inc о разработке аппарата на базе одноядерного чипа Freescale MXC300-30 для запуска во второй половине 2007-го.

Видимо, слишком безосновательно сейчас говорить о каком бы то ни было отказе от сотрудничества с TI, основным заказчиком является Nokia, и новые чипы, как это было, например, в случае с OMAP 2420, воплощают заказ именно со стороны Nokia.

Платформа MXC300-30 базируется на процессорном ядре ARM1136 (рабочая частота 532MHz), DSP StarCore™ SC140e (250MHz), присутствует видео ускоритель, имеется поддержка HSDPA, то есть, в принципе, возможные характеристики аппаратов будут напоминать характеристики устройств, построенных на решениях от TI.

Рассмотрим основные характеристики данного чипа:

Поддержка HSDPA 1.8 Mbps (DL)
Интегрированный видео акселератор
Средства беспроводной связи:
- Поддержка интерфейса A-GPS
- Поддержка WLAN 802.11a/b/g
Поддержка интерфейса цифрового видео-вещания (DVB-H)

Также интерес представляет платформа i.300-30 с архитектурой ARM11 (400MHz), StarCore SC140 DSP (208 MHz).

Ее основные характеристики во многом схожи с MXC300-30, интерес представляет существенное увеличение производительности для обеспечения игровых функций, потокового видео, видеоконференций.

С блок-диаграммой вы можете ознакомиться ниже:

Ожидается, что 3G аппараты, построенные на этих платформах, могут стоить менее $150. Соглашение позволит решениям Freescale ускорить разработку смартфонов, направленных на средний ценовой сегмент рынка.

Чем объяснить данные соглашения, мы не беремся судить, однако сделаем предположение, наиболее приближенное к возможному исходу событий. Предполагается появление новой ветки устройств, основанных на Linux. Возможно, кому-то это покажется маловероятным, но Nokia уже имеет опыт в производстве Linux-based устройства Nokia 770 и к тому же конкуренция в среде смартфонных систем обостряется, компания Motorola в 2007 году покажет целую линейку Linux-устройств, и чипсеты Freescale будут применяться в аппаратах, нацеленных на конкуренцию именно с решениями от Motorola.

Резюмируя информацию, освещенную в статье, сделаем ряд предположений относительно самих устройств, основанных на платформе S60:

Размеры: В будущем нас ожидает миниатюризация моделей, представление аппаратов в рамках N и ESeries с цифровыми индексами 5х, 6х, которые будут представлять собой упрощенные, но в то же время значительно уменьшенные модели-прообразы из N8x, N9x серий. То, что сейчас мы считаем технологиями, которые могут быть доступны лишь в аппаратах высокой ценовой категории, адресованных сегменту рынка techi, будут доступны в аппаратах среднего класса.

Экраны: Наиболее распространенным разрешением в ближайшее время останется QVGA. Несмотря на то, что платформой поддерживаются большие разрешения экранов (HVGA, VGA), последние останутся привилегией аппаратов верхнего ценового сегмента, коммуникаторов ESeries E8x, E9x например.

Функциональность: Наличие 3D ускорителя будет более распространенным, в том числе в моделях, где упор будет делаться на игровую функциональность (первым представителем является N93); максимальное разрешение камеры этого года составит 5МП в аппарате, который будет представлен 26-28 сентября, его фотографии были доступны ранее – это двойной слайдер, N95. Жесткие диски также будут применяться компанией Nokia в аппаратах на S60, в частности, модель-продолжатель дела N91 будет анонсирована в те же сроки, что и N95, объем жесткого диска в данном случае составит 10ГБ.

Также стоит отметить такой интересный факт, как соглашение с компанией Samsung Electronics о расширении поставок чипов NAND memory, что позволит строить с лета 2007 модели с объемом встроенной памяти от 1 до 8 Гб. Компания Samsung, к слову, планирует начать выпуск 8Гб чипов в конце этого года и, естественно, на этом не остановится. 16ГБ чипы флэш-памяти станут доступны уже в 2007 году, и при продолжении сотрудничества с Nokia аппараты последней в 2007-2008 годах смогут похвастаться большими объемами памяти. Использование жестких дисков также будет продолжаться, но больший упор все же будет сделан на применение NAND memory.

В общем, перспективы платформы S60 достаточно радужные, в третьем квартале 2005 года устройства на S60 занимали 58% рынка смартфонов. В будущем усовершенствование аппаратной начинки Symbian-смартфонов, дальнейшие работы по созданию приложений, включенных в стандартную поставку аппаратов, уменьшению размеров, снижение стоимости разработки приведут к еще большей их популяризации.

Однако, как уже было сказано, конкуренция довольно сильна сейчас и будет еще более усиливаться в будущем. Некоторые аналитики прочат Linux OS и Windows OS довольно светлое будущее и преобладание над Symbian OS к 2010 году. В основном, именно стараниями отдельных производителей та или иная операционная система набирает популярность. Будущие устройства Motorola (а также аппараты для китайского рынка) отличаются большой скоростью работы, низким энергопотреблением и рядом других достоинств, но, к сожалению, отличаются закрытым для конечного пользователя ядром. Устройства на Windows Mobile 5.0 обретут несколько иную идеологию в 2007, значительное развитие именно телефонной функциональности, поддержка HSDPA, AKU-3. Платформа UIQ пока что не является массовой, и все зависит от игроков, ее использующих. Основным производителем UIQ-устройств является компания SonyEricsson, и в будущем мы можем увидеть расширение рынка UIQ-аппаратов за счет их позиционирования сразу в нескольких сегментах, не делая особый упор на смартфонную функциональность. Примеры такого позиционирования мы наблюдаем уже сейчас – это M600i, W950i.

Ситуация складывается действительно интересная, и лишь наблюдение за рынком смартфонов и планами компаний в 2007 году поможет более четко выявить тенденции и перспективы развития ведущих платформ смартфонов и коммуникаторов.

Спиридонов Антон ([email protected])
Опубликовано — 11 сентября 2006 г.

Поделиться:

Мы в социальных сетях: