移動虛擬化技術(shù)將構(gòu)建大眾市場智能手機
曾一度被認為是小眾現(xiàn)象的智能手機，正在日益推動全球移動生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)Gartner的研究，2009年手機出貨量超過12億部，其中智能手機達1.724億部，比2008年增加了23.8%。此外，F(xiàn)orward Concepts預(yù)測到2014年，智能手機出貨量每年將增長24％。
移動網(wǎng)絡(luò)運營商、移動電話OEM廠商、手機芯片供應(yīng)商，以及面向移動用戶的應(yīng)用與服務(wù)提供商均認為智能手機對于他們的財富增長至關(guān)重要?，F(xiàn)代的智能手機操作系統(tǒng)提供了豐富且開放的應(yīng)用平臺，已經(jīng)成就了全新的應(yīng)用與服務(wù)類別，對開發(fā)商和運營商具有強大的吸引力。
通過新興的社交網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)頁瀏覽，以及第三方應(yīng)用程序，智能手機對移動/無線生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的影響：
◆移動網(wǎng)絡(luò)運營商積極推廣智能手機，因為他們希望通過應(yīng)用和服務(wù)消費(數(shù)據(jù)流量等)保持和增加ARPU (平均每用戶收益)，并提升利潤率
◆移動電話OEM廠商尋求必須擁有的智能手機，從而加強與移動網(wǎng)絡(luò)運營商的商業(yè)關(guān)系，并提高利潤率
◆移動芯片供應(yīng)商尋求提供高端芯片來提升智能手機方案, 從而給最終用戶帶來豐富的體驗
◆應(yīng)用開發(fā)商和獨立軟件提供商 (ISV) 都將智能手機作為高價值部署平臺，存在產(chǎn)量不斷增長機會
大眾市場價格的智能手機
競爭正在繼續(xù)
到目前為止，財務(wù)方面一直是智能手機廣泛普及的主要障礙－具體地說就是智能手機的初始購買價格與伴隨數(shù)據(jù)計劃的持續(xù)成本。
大眾市場智能手機是一個新的移動設(shè)備類別，它以功能手機的價位提供了智能手機的功能。大眾市場智能手機使用了遠比目前智能手機中的高端硬件便宜得多的系統(tǒng)組件 (圖表一)。
在發(fā)達國家，功能手機用戶可以通過這個新的類別來升級到智能手機級別的設(shè)備，從而能夠使用社交網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)頁瀏覽功能。在發(fā)展中國家方面，這將使沒有貼補的智能手機更容易進入不斷增長的中級用戶市場，并可以為新客戶提供桌面PC的替代方案。在全球方面，大眾市場智能手機將進一步擴大智能手機在整個移動市場的份額，從而在整個生態(tài)系統(tǒng)中提高收益[ Forward Concepts的Carter L. Horney認為, "在硬件方面, 當前重點正在往價格更低的智能手機方面轉(zhuǎn)移,這與新興國家的預(yù)計增長一致. 與運營商補貼地區(qū)的高端設(shè)備相比，中低檔產(chǎn)品將會體驗到數(shù)量上的明顯優(yōu)勢"。]。
本白皮書介紹了開發(fā)大眾市場智能手機的捷徑，***的功能，更低的開發(fā)負擔，以及迅速推向市場。
如何構(gòu)建大眾市場智能手機
大眾市場智能手機到底是什么？
首先，對于用戶到手的價格, 大眾市場智能手機必須比目前智能手機更低，同時仍要滿足移動用戶苛刻的計算需要。
其次，雖然價格更有競爭力，但大眾市場智能手機必須在現(xiàn)有手機硬件上部署功能齊全的開源式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。
目前的智能手機使用高端移動芯片組與專用CPU分別處理應(yīng)用程序和執(zhí)行基帶處理。這種專用芯片設(shè)計方法與功能手機形成鮮明對比，功能手機里非常有限的應(yīng)用與基帶，共同運行在同一個CPU之上，并使用同一個底層OS(通常采用傳統(tǒng)RTOS (實時操作系統(tǒng)), 比如BREW/REX, Nucleus等)。
高端智能手機里的應(yīng)用與基帶處理器之間的物理隔離可以實現(xiàn)部署不同的操作系統(tǒng)和軟件棧。這一隔離簡化了兩個主要的智能手機子系統(tǒng)的集成，同時增加了可靠性和安全性。
為了解決這些看似對立的需求并合理集成應(yīng)用與基帶處理, Open Kernel Labs (OK Labs) 推出了大眾市場智能手機方案。這個解決方案基于其行業(yè)領(lǐng)先的移動虛擬化方案，被稱為OKL4 Microvisor。
移動虛擬化通過建立虛擬機[在本白皮書中, 虛擬機 (VM) 這個詞是指一種運行環(huán)境能夠把原生硬件模擬成客戶軟件的運行環(huán)境(不是模擬成JAVA的字節(jié)碼虛擬機)。虛擬機可以分享CPU與其他硬件資源，這樣運行在一個VM上的軟件不會感知運行在同一芯片上的其他虛擬機。](VM)來替代截然不同的物理CPU. 這些虛擬機提供同等水平的隔離能力并簡化應(yīng)用與基帶處理子系統(tǒng)之間的集成。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使大眾市場智能手機建立在一個價格相對低廉的單核移動芯片組與單CPU之上 (見圖二)。顯然，與高端智能手機芯片組采用不同的應(yīng)用和基帶CPU相比,單核芯片組的BOM負擔明顯較低。
移動虛擬化實現(xiàn)了低成本芯片組方案，也為其他功能采用低成本器件大開方便之門，如顯示器、電池等。而這些組件可能與高端移動芯片組并不兼容。
大眾市場智能手機已經(jīng)上市
BOM更低的大眾市場智能手機已從概念認證階段發(fā)展到產(chǎn)品出貨階段。通過OK Labs的虛擬化技術(shù)開發(fā)的Motorola Evoke手機不但是***款虛擬化手機，而且也是***個大眾市場智能手機的商業(yè)案例。“手機拆解分析: 結(jié)合移動虛擬化的設(shè)計和部署”[ Linuxpundit.com***分析師兼顧問William Weinberg撰寫的白皮書, “手機拆解分析: 結(jié)合移動虛擬化的設(shè)計和部署”，2009年] 這篇白皮書指出，這種真實的大眾市場智能手機案例，其單設(shè)備BOM成本可節(jié)省多達46美元。
在Motorola Evoke手機推出之前, 許多運營商和手機提供者都曾置疑創(chuàng)造這種設(shè)備的可能性。而今天, 移動產(chǎn)業(yè)已經(jīng)包括了這一分類，多家公司正在使用OKL4 Microvisor來創(chuàng)造越來越多的大眾市場智能手機設(shè)備。
為什么需要移動虛擬化技術(shù)？
移動虛擬化不但能夠創(chuàng)造更低成本的智能手機，而且能夠提供更好的方法來設(shè)計這些設(shè)備。除了能夠讓智能手機操作系統(tǒng)支持低成本移動芯片組以外, 其他優(yōu)勢還包括：
◆芯片組選擇: 實現(xiàn)手機特性需求與實際可行性之間的更好平衡
為特定的手機選擇***的芯片組需要考慮許多要求和設(shè)計權(quán)衡。通過移動虛擬化技術(shù), 減少了單核與雙核芯片組之間的差別, 同時給手機開發(fā)者提供了更多選擇。選擇多了，開發(fā)者就能在更多可選方案與大眾市場智能手機的特殊需求之間找到更合適的方案。
◆獨立性：一種軟件體系結(jié)構(gòu)支持多種手機應(yīng)用，從一個庫存單位到下一個庫存單位，從一代手機再到下一代手機
移動設(shè)備產(chǎn)品中，更多型號拓展了功能和價格選擇的空間。不同的手機型號使用不同硬件規(guī)格，包括CPU類型與數(shù)量、 硬件加速、 外設(shè)支持。移動虛擬化通過提供駐留軟件與硬件特性的抽象描述，來減輕甚至消除在整個產(chǎn)品線中為適應(yīng)硬件不斷變化所做的調(diào)整。換句話說,移動虛擬化降低了硬件的差異性和軟件相關(guān)性。這樣，增強的系統(tǒng)獨立性也更加方便地實現(xiàn)了一代芯片組向下一代芯片組的過渡。
◆系統(tǒng)架構(gòu)靈活：只需調(diào)整軟件即可滿足新的市場需求，而這在以前還需要對硬件做出相應(yīng)調(diào)整
用物理處理器來定義移動子系統(tǒng)毋庸置疑會限制設(shè)備的硬件和軟件。 這篇白皮書重點在于探討虛擬化是如何作為一種多CPU的替代方案來支持智能手機中的兩個子系統(tǒng)－應(yīng)用程序和基帶處理。在有硬件限制的設(shè)計中，再加一或兩個子系統(tǒng)意味著重大的設(shè)計挑戰(zhàn)。比較起來看，移動虛擬化方案使系統(tǒng)架構(gòu)的擴展成為僅增加一個新的虛擬機那樣簡單。例如：
◆把個人與商業(yè)使用模式隔離開 (又稱BYOD-“帶著自己的設(shè)備上班”)
◆將移動網(wǎng)絡(luò)運營商品牌的服務(wù)與用戶的私人應(yīng)用分離
◆提高服務(wù)和應(yīng)用的安全性，用于處理機密信息, 如財務(wù)應(yīng)用。
通過移動虛擬化,一個簡單的軟件變化就可以實現(xiàn)一個全新的子系統(tǒng)。如果沒有，增加子系統(tǒng)就必須重新設(shè)計并添加物理CPU。移動虛擬化能夠幫助設(shè)計人員自由地把專用的虛擬機運用在新功能上，并對市場趨勢和客戶需求做出快速響應(yīng)。
成功開發(fā)大眾市場智能手機
采用移動虛擬化技術(shù)來創(chuàng)造大眾市場智能手機是一個戰(zhàn)略決策。對架構(gòu)，技術(shù)和合作伙伴的精細考量，將使大眾市場智能手機取得巨大成功：
借助大眾市場智能手機經(jīng)驗：對有些人來說，雖然移動虛擬化可能是一個全新的概念，但是像OK Labs這樣的公司對于在大眾市場智能手機中使用移動虛擬化技術(shù)已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗。OK Labs與經(jīng)驗豐富的移動虛擬化供應(yīng)商合作，加快產(chǎn)品上市時間，降低風險，并降低總體開發(fā)成本。
方案重點：創(chuàng)造大眾市場智能手機是一項系統(tǒng)工程。虛擬化實現(xiàn)了整個設(shè)備的優(yōu)化－從智能手機操作系統(tǒng) 到選擇外設(shè)，以及支持哪些應(yīng)用能力。引入虛擬化將提升很多方面的能力,包括設(shè)計創(chuàng)新產(chǎn)品和增加消費價值。
供應(yīng)商的技術(shù)專長：評估移動虛擬化技術(shù)要求供應(yīng)商具備在移動電話中部署商用軟件的實際經(jīng)驗，以及使用多種硬件和操作系統(tǒng)技術(shù)方面的經(jīng)驗。
成熟的技術(shù)：正確的技術(shù)提供高性能的虛擬化，在虛擬機之間,虛擬機和管理系統(tǒng)之間實現(xiàn)***的隔離，更小的存貯器尺寸，以及支持實時基帶性能需求的成熟能力。OK Labs的軟件是成熟的商用軟件，并且已經(jīng)被部署在超過5億部移動設(shè)備中。
長遠展望：不同型號的手機有12到18個月的市場壽命; 移動芯片組的市場壽命則是24到30個月。相比之下，在架構(gòu)設(shè)計與移動虛擬化方面的投資將在多代手機與CPU中得到回報。移動虛擬化可以簡化產(chǎn)品線，而且?guī)砀L壽的設(shè)計，并可用于各種芯片組和外設(shè)。
結(jié)論
大眾市場智能手機的機會正在迅速演變。能夠認識到這一令人興奮的趨勢并為這個快速增長的細分市場提供產(chǎn)品的公司，將獲得***的財務(wù)回報和獲得***的市場份額。
移動虛擬化提供了向大眾市場智能手機發(fā)展的***途徑。除了減少智能手機BOM成本以外，移動虛擬化給OEM系統(tǒng)架構(gòu)師和開發(fā)人員在選擇和集成芯片組、外設(shè)和移動操作系統(tǒng)方面提供了更大的靈活性。
利用***的技術(shù)和開發(fā)經(jīng)驗，將使大眾市場智能手機獲得巨大的成功。與一個擁有突出技術(shù)專長，并擁有成熟技術(shù)，敏銳地洞察到這個新的移動市場趨勢的合作伙伴一起合作吧!
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