Microprocesadores para comunicaciones



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MIGUEL GIL ÁLVAREZ
Las Palmas de Gran Canaria, 2007

Índice



1. Introducción 3

1.1 Situación actual 4

1.2 Open Handset Alliance 6

2. Android 7

2.1 Estructura de la arquitectura 8

2.1.1 Linux Kernel 8

2.1.2 Libraries/ Android runtime 10

2.1.3 Aplication Framework 11

2.1.4 Aplications 13

3. Desarrollo de una aplicación Android 13

3.1 Instalación de las herramientas necesarias 13

3.2 Creación y ejecución de un programa básico 14

4. Conclusiones 15

5. Bibliografía y referencias 16


1. Introducción
El 5 de noviembre del año 2007 se confirma el rumor de la posible entrada del gigante Google en el mercado de la telefonía móvil, y lo hace de la mano de una alianza con más de 30 importantes empresas relacionadas con el mundo de la electrónica y de la telefonía móvil, entre ellas la española Telefónica. Solo una semana después de este anuncio aparecen los primeros SDKs (Software Development Kits) para que cualquier persona que lo desee pueda realizar sus programas.
Google tiene una estrategia muy bien definida: quiere dominar el mercado del software, no del hardware. A sus múltiples aplicaciones gratuitas orientadas a Internet se van sumando otras nuevas destinadas a hacer la competencia a los tradicionales desarrolladores de aplicaciones informáticas y ahora entra con la misma formula al mercado de los teléfonos y smartphones.
Así, ahora que decide dirigir sus esfuerzos en el mundo de las telecomunicaciones móviles, en vez de realizar una inversión multimillonaria en fábricas o encargar la fabricación de un móvil a una compañía del sector, opta por crear algo más cercano a su manera de actuar: un sistema operativo, y un sistema operativo no es nada comercialmente si no tiene aplicaciones incluidas. Y que mejor manera de realizar aplicaciones que disponer de un kit de desarrollo y de un concurso público para incentivar a los desarrolladores a migrarse a su plataforma [1], una idea genial. Los resultados se verán en los próximos meses, pero prometen ser bastantes espectaculares, algo a lo que google ya nos tiene acostumbrados.
En este documento vamos a resumir las ideas y características básicas de la plataforma para móviles Android, además de explicar los pasos básicos para comenzar a desarrollar aplicaciones para la misma.


    1. Situación actual

Android nace como alternativa a los gigantes actuales del mercado, que son los siguientes:


Microsoft: Windows CE / Mobile / Pocket PC
Microsoft se ha hecho de una gran cuota del mercado desde que arribó al segmento a fines de los 90. Aquí es necesario hacer una aclaración. En realidad, Pocket PC es un estándar, un conjunto de normas que Microsoft dicta para que los fabricantes puedan utilizar el nombre en sus productos. Precisamente, para ser considerados estos deben contar con:


  • Una versión del sistema Windows CE (actualmente Windows Mobile).

  • Aplicaciones de fábrica dentro de un chip no modificable (ROM).

  • Una pantalla táctil.

  • Un pad direccional o touchpad.

  • Botones destinados a ejecutar las aplicaciones incorporadas.

  • Estar basado en los procesadores ARM4 ó Intel XScale.

Conocido en un principio como Windows CE (Microsoft nunca lo explicó, pero se asume que es el acrónimo de 'Consumer Electronics' o 'Compact Edition'), el sistema operativo acabó llamándose Windows Mobile y, aunque tiene una interfaz muy similar a su hermana mayor de escritorio, sus aplicaciones no son compatibles, ya que esta versión fue creada específicamente para máquinas con pocos recursos, gracias a un núcleo capaz de funcionar en menos de 1 MB de memoria.

Durante su desarrollo, Windows CE y Windows Mobile han sido implementados en dispositivos Handheld PC (HPC), Pocket PC (PPC), así como en 'teléfonos inteligentes' o Smartphones, unos de los más recientes en sistemas de la compañía china HTC (se pueden encontrar unidades de Smartphones por menos de 300 euros con Windows mobile en el Media Markt).
Palm: Palm OS
En 1996, Jeff Hawkins desarrolló la primera versión del sistema operativo Palm para un nuevo producto de la empresa U.S. Robotics, llamado Pilot PDA. Tras ser adquirida por 3Com al año siguiente, la compañía cambió el nombre de su línea por PalmPilot debido a una demanda presentada por la casa de lápices Pilot. Finalmente, los dispositivos terminarían siendo bautizados como Palm, al igual que su fabricante.
A partir de entonces, Palm cosechó un éxito tremendo en el mercado de los organizadores digitales. La versión 2.0 del sistema acompañó el lanzamiento de los dispositivos PalmPilot Personal y Professional, mientras que la serie Palm III vio la luz junto a la versión 3.0, cuyas sucesivas actualizaciones proporcionarían compatibilidad con puertos de expansión y nuevos procesadores, así como -por primera vez- la posibilidad de tener una pantalla a color.
Para la versión 4.0, Palm disponía su línea m500, dando acceso a tarjetas de memoria, telefonía, funciones de seguridad y mejoras en su interfaz. Por último, la versión 5.0 acompañaría a la línea Tungsten T, al tiempo que la empresa se dividía en PalmOne (equipos) y PalmSource (software) para canalizar mejor sus ventas. Para agosto de 2003, el sistema contaba con más de 19 mil aplicaciones disponibles, tanto comerciales como gratuitas. El lanzamiento de la versión 6.0 del sistema, apodado Cobalt, fue secundado por un patrón de desarrollo que auguraba la venida de una versión 6.1 en 2004, llena de nuevas características, por lo que los potenciales licenciatarios decidieron esperar. Y como quien tropieza dos veces, la salida de esa versión también fue acompañada de un patrón que describía la próxima versión 7.0, basada en Linux. Nuevamente los fabricantes decidieron dar un paso al costado.

Como resultado, hasta la fecha no existe un solo dispositivo que utilice Cobalt. El golpe se hizo sentir: en 2004 el uso de Windows Mobile superó por primera vez el de Palm OS. Es más, la consultora IDC pronostica que este año finalizará con un mercado ocupado en un 49% por Microsoft, contra un 44% de Palm. La diferencia se ampliaría para el 2009 a 56% y 38%, respectivamente.


Nokia: Symbian
Aunque su nombre ha cobrado verdadera fuerza sólo en los últimos años, este sistema operativo empezó a desarrollarse en 1989, cuando la empresa británica Psion comienza a desarrollar EPOC, uno de los primeros sistemas operativos para PDA.
Altamente flexible, Symbian es un sistema disponible en varias versiones: UIQ, Nokia Series 60, 80 y 40, cuyas características dependen directamente del dispositivo sobre el cual va a funcionar (si es un teléfono móvil o PDA, si tendrá lápiz o teclado, etcétera). Pero, sin lugar a dudas, son sus ventajas en cuanto a ahorro de memoria y energía las que han convertido a este software en una opción tan particular. Varias funciones especiales le permiten mantener los recursos desocupados al máximo, mientras que el apagar la CPU cuando las aplicaciones no están realizando un proceso le permite conservar las baterías durante semanas, mientras que en circunstancias normales durarían apenas unas horas.
Su espectro de programación también es amplio. Hasta la última versión lanzada -Symbian 9- el sistema es capaz de ejecutar aplicaciones construidas en C++, OPL, Python, VisualBasic, Simkin, Perl y las versiones de Java, J2ME y Personal Java.
1.2 Open Handset Alliance
Bajo el nombre de Open Handset Alliance [2], Google ha reunido a más de 30 empresas del sector, entre las que se encuentran fabricantes de terminales móviles, de componentes, de software, y también a operadores de todo el mundo, entre los que se encuentra Telefónica Móviles como representante español.
Como era de esperar los fabricantes Apple, Microsoft, Nokia y Palm no forman parte de esta alianza, aunque no se descarta que puedan entrar en un futuro. ¿Qué quiere decir esto? Pues que Google no pretende hacer un Gphone, sino dejar que las empresas fabricantes pertenecientes a la alianza, entre las que encontramos a HTC, LG, Nvidia, Texas instruments ó Samsung, fabriquen los terminales que incorporaren este nuevo sistema operativo.

2. Android
Android es un sistema operativo basado en Linux y que esta abierto a aplicaciones de terceras empresas, estén o no dentro de la Open Handset Alliance. Dentro de la plataforma, ya aparecen todas las aplicaciones básicas de Google: Google Maps, Google Docs, Gmail, etc.
Un tema diferente es el acceso a los diferentes componentes de los móviles que monten Android, ya que Google deja libertad a los fabricantes a la hora de dejar libre acceso a las empresas que quieran desarrollar aplicaciones para sus teléfonos. Por suerte para los usuarios, Google no está por la labor de dejar que los operadores saquen al mercado móviles basados en Android que puedan ser bloqueados a menos que se tenga un contrato con el operador en cuestión (como en el caso del iPhone de apple).
Y es que Android nace con una filosofía basada en el código abierto, ya que no sólo utiliza Linux como base, sino que muchas de sus aplicaciones base, como el navegador de Internet, están basadas en Open Source, con el anuncio de Google de un concurso público de aplicaciones, se espera que el sistema operativo se alimente de las contribuciones de programadores de todo el mundo. En lo que Google no parece querer transigir es en el desarrollo de las aplicaciones para su sistema operativo, forzando una homogeneización de sus máquinas virtuales Java que haga que cualquier aplicación desarrollada para Android sea ejecutable en cualquier terminal que incorpore el sistema operativo de Google.
Y lo que también queda claro es que se trata de un sistema operativo pensado para optimizar al máximo los recursos disponibles en un móvil, pudiendo ejecutarse en terminales no demasiado potentes, lo cual a su vez haría que el precio de los terminales Android pudiera ser inferior al de los smartphones actuales.
Por lo que se ha podido ver en una versión preliminar del software de desarrollo de aplicaciones para Android, el sistema operativo va orientado especialmente para los Smartphones, con un peso claro del acceso a Internet en su uso cotidiano. No en vano todas las aplicaciones de Google son únicamente accesibles online.

2.1 Estructura de la arquitectura
La estructura de android esta formada por 4 niveles básicos (figura 2.1) los cuales se describen a continuación:






Figura 2.1 Esquema básico de la arquitectura android.





2.1.1 Linux Kernel
Es la capa inferior de la plataforma y esta compuesta por un núcleo Linux (versión 2.6) que se usa como capa de abstracción de hardware (HAL, Hardware Abstraction Layer) y se encarga de gestionar los servicios básicos del sistema, tales como la gestión de memoria, la gestión de procesos, Entrada/Salida, red, etc.

Cuando se emplea una HAL, las aplicaciones no acceden directamente al hardware sino que lo hacen a la capa abstracta provista por la HAL, la cual accede al hardware a través de drivers. Del mismo modo que las APIs, las HAL permiten que las aplicaciones sean independientes del hardware porque abstraen información acerca de tales sistemas, como lo son las cachés, los buses de E/S y las interrupciones.



Otra factor a destacar es la sencillez para implementar el sistema para los fabricantes, los cuales solo tienen que proveer a sus sistemas del kernel Linux adecuado, y siguiendo el modelado de drivers de Linux, comunicarlo con los distintos periféricos del dispositivo. Una vez logrado esto, simplemente se instalan el resto de capas de android. Esto implica que si somos capaces de instalar un núcleo Linux en nuestro teléfono móvil, con acceso a todas las interfaces del móvil mediante sus correspondientes drivers (cámara, antena, etc.) podremos transformar nuestro teléfono en un googlephone.
De todas formas todavía es pronto para conocer el verdadero potencial de android ya que no esta disponible el kernel con el que trabaja android, ni siquiera de la programación de las librerías básicas (capas 1 y 2) ya que solo se dispone de información acerca de las APIs implementadas (capa 3) y que se ejecutan con el simulador, pero todavía no sobre un dispositivo físico real.







Figura 2.1 Comunicaciones del Linux Kernel.




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