3.2.2 嵌入式Android操作系统

1.嵌入式Android操作系统简介

Android是基于Linux内核和其他开源软件的修改版的移动操作系统，主要用于智能手机和平板电脑等触摸屏移动设备。Android作为一个完全开源的操作系统，程序员通过Android SDK提供的API以及相应的开发工具开发Android平台上的应用程序嵌入式Android整个系统由应用程序、应用程序框架、应用程序库、Android运行库和Linux内核（Linux Kernel）5部分组成。Android从面世以来到现在已经发布了20多个版本。嵌入式系统硬件厂商、开发者、用户之间相互依存，共同推进着Android的蓬勃发展。

2.嵌入式Android操作系统版本

2008年9月，谷歌（Google）正式发布了Android 1.0系统，这也是嵌入式Android系统最早的版本。随后的几年，谷歌以惊人的速度不断地更新Android系统，Android 2.1、2.2、2.3系统的推出使Android的市场占有率得到提高。2011年2月，谷歌发布了Android 3.0系统，这个系统版本是专门为平板电脑设计的。同年的10月，谷歌又发布了Android 4.0系统，这个版本不再对手机和平板进行差异化区分，既可以应用在手机上，也可以应用在平板电脑上。2014年谷歌推出了改动最大的Android 5.0系统，其中使用ART运行环境替代了Dalvik虚拟机，大大提升了应用的运行速度，还提出了Material Design的概念来优化应用的界面设计。除此之外，还推出了Android Wear、Android Auto、Android TV系统，从而应用在可穿戴设备、汽车、电视等领域。之后Android的更新速度更加迅速，2018年推出了Android 9.0系统，2019年9月推出了Android 10.0系统，这也是目前最新的Android操作系统版本。Android操作系统版本号及API如表3-1所示。

3.嵌入式Android操作系统架构

嵌入式Android操作系统大致可以分为4层架构：Linux内核层、系统运行库层、应用框架层和应用层。

（1）Linux内核层

Android系统是基于Linux内核的，Linux内核层为Android设备的各种硬件提供了底层的驱动，如显示驱动、音频驱动、照相机驱动、蓝牙驱动、WiFi驱动、电源管理等。

（2）系统运行库层

系统运行库层通过一些C/C++库来为Android系统提供了主要的特性支持。例如SQLite库提供了数据库的支持，OpenGL ES库提供了3D绘图的支持，WebKit库提供了浏览器内核的支持等。

同样在这一层还有Android运行时库，它主要提供了一些核心库，能够允许开发者使用Java语言来编写Android应用。另外，Android运行时库中还包含了Dalvik虚拟机（Android 5.0系统之后改为ART运行环境），它使得每一个Android应用都能运行在独立的进程当中，并且拥有一个自己的Dalvik虚拟机实例。相较于Java虚拟机，Dalvik是专门为移动设备定制的，它针对手机内存、CPU性能有限等情况做了优化处理。

（3）应用框架层

应用框架层主要提供了构建应用程序时可能用到的各种API，Android自带的一些核心应用就是使用这些API完成的，开发者也可以通过使用这些API来构建自己的应用程序。

（4）应用层

所有安装在手机上的应用程序都是属于这一层的，例如系统自带的联系人、短信等程序，或者是从Google Play上下载的小游戏，当然还包括自己开发的程序。

4.嵌入式Android操作系统特点

Android系统4大组件分别是活动（Activity）、服务（Service）、广播接收器（Broadcast Receiver）和内容提供器（Content Provider）。其中活动是所有Android应用程序的门面，凡是在应用中看得到的内容，都是放在活动中的。而服务就比较低调了，用户无法看到它，但它会一直在后台默默地运行，即使用户退出了应用，服务仍然是可以继续运行的。广播接收器允许应用接收来自各处的广播消息，如电话、短信等，当然应用同样也可以向外发出广播消息。内容提供器则为应用程序之间共享数据提供了可能，例如想要读取系统电话簿中的联系人信息，就需要通过内容提供器来实现。