携帯電話のソフトウエアについて GROUP E3 2004MT004 浅岡 奈津貴 2004MT006 別所 佑美

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1 携帯電話のソフトウエアについて GROUP E3 2004MT004 浅岡 奈津貴 2004MT006 別所 佑美

2 目次 はじめに アプリ について プラットフォームについて 松下電器情報システムを見学して 今後の携帯電話の展望と課題 Java BREW
Linux, Symbian OS 松下電器情報システムを見学して 今後の携帯電話の展望と課題

3 はじめに 調べた結果、下の２つをとりあげることにしました。 アプリ Javaアプリ BREWアプリ プラットフォーム
DoCoMo, Vodafoneは Linux または Symbian OS auはBREW 　　　　　　　　　　　　　　では…それぞれ何が違うのか？

4 Ｊａｖａアプリケーション 携帯電話用の開発プラットフォームとして利用されている。 「勝手アプリ」：自由に作成・配信が可能。
NTTDocomo、Vodafone（auでは現在使われていない） 「勝手アプリ」：自由に作成・配信が可能。 　→数・機能ともに豊富。 通信速度や内蔵メモリ容量などとの兼ね合いによる厳しいサイズ制限 携帯のキャリアによってプロファイルが違う 　→相互に互換性がない キャリア プロファイル アプリ一般名称 NTT DoCoMo DoJa iアプリ au MIDP EZアプリ（Java） vodafone Vアプリ

5 Javaアプリ：技術 Java仮想マシン ライブラリ、プロファイル －CLDC －JSCL,MIDP －DoJa Vアプリ iアプリ
Java仮想マシン（JavaVM）

6 Javaアプリ：技術 Java仮想マシン JavaME（J2ME） プロファイル （JavaVM） CDC/CLDC
J2EE,J2SEとの違い プロファイル MIDP/DoJa 家電製品 携帯電話

7 Javaアプリ：プロファイル MIDP 特徴 －アプリケーションをダウンロード 開発の現状 DoJa 特徴 －ファイルシステムを持たない
　－アプリケーションをダウンロード 　 －通信機能 　 －アプリケーションでデータの読 み書きができる 開発の現状 DoJa 特徴 　－ファイルシステムを持たない 　 －ネットワーク通信を行うことができる 開発、実行形態 　 －クロス開発 　 －Jar形式でパッケージ化し、携帯電話にダウンロード 互換性の問題

8 BREWとは auのアプリで使用 Binary Runtime Environment for Wirelessの略
米国Qualcomm社が開発したCDMA携帯電話向けアプリケーションプラットフォーム CやC＋＋のネイティブコードでプログラミング可能 アプリのアップデート可能

9 BREWの特徴 『BREWを用いることで可能な事』 コミュニケーション（メッセージ、電子メール） 交通および他の位置情報（GPS） ゲーム
　・高速　　　　　Javaの場合１０秒に対し、BREWならわずか１秒 　・軽量　　　　　BREWは少ないメモリで動く。 　・拡張可能　　第三者がBREW自体の機能を追加できる（エクステンシション）　 　　　　　　　　　　例、EZFM（ラジオ） 『BREWを用いることで可能な事』 コミュニケーション（メッセージ、電子メール） 交通および他の位置情報（GPS） ゲーム 金融取引、証券取引 娯楽（音楽、ビデオ） 情報（飛行トラッキングおよびニュース、天候、スポーツ） 拡張（第三者がBREW自体の機能を追加できる）

10 BREWアプリ開発手順 BREWアプリケーション 前準備 以下のものをインストールする ・Visual C++ ・BREW SDK
・KDDI拡張パッケージ（必要に応じて） 開発 PC上での開発 　　↓ コンパイル PC上でエミュレート、デバッグ 実機上でデバッグ 認証 BREWアプリケーション 自社内でテスト（テストシートあり） 　　↓ KDDIで認証試験 アプリ提供 実際アプリを作ってみました。Visual C++とBREW SDKをインストールしました。 開発において、BREWアプリケーションのコンパイルにはDLLとヘッダファイルのみを使用します。テストにはBREWエミュレータを使います。Visual C++のような一般的なソフトウェア開発環境を使って開発することが可能です。また現在のところBREWでは勝手アプリを作ることができず、開発されたアプリは、Qualcommやキャリアの検証を経なければ公開することができません。 このように時間をかけるのは安全、セキュリティのためです。BREWアプリはiアプリに比べて自由度が高いです。例えばカメラやバックライトといった携帯のハードウェアとの連動も簡単です。かなり自由なことができるため端末に影響がでる恐れがあります。またアドレス帳データなどの重要な情報にもアクセスできるため、アプリがその重要なデータを消してしまわないため安全を確保しなければなりません。

11 iアプリとBREWの対比表 機能 言語 実行環境 プログラムサイズ 起動速度 実行速度 プログラム著名 セキュリティ 通信 開発環境
アプリの公開 iアプリ Java 仮想マシン １０ｋバイト 遅い なし 動作範囲に制約 HTTP/HTTPSのみ 無償配布 誰でも可 BREW C/C++ ネイティブ 制約なし・ハードウェアに依存 速い あり 著名必須 TCP/IP・UDP（任意） 無償配布 設定を受けたプログラムのみ BREWとJavaの違いの１つはセキュリティモデルです。JavaではJavaVMハードウェアなどへのアクセスをブロックし、セキュリティを保ちますが、BREWでは開発者を特定できます。つまり、BREWは開発者がキャリアに登録して初めてアプリケーションを動かせるセキュリティモデルを取っています。一般の開発者が自由にBREWを利用することはできませんが，デバイスのすべての特殊機能にアクセスできるという利点も持ちます。

12 プラットフォーム 携帯電話のソフトウェア開発の問題 メーカー独自に開発 高度化, 複雑化, 大規模化
労力・コスト削減のために基本となる部分は共通化 プラットフォ－ムの統一へ au: BREW NTTドコモ, Vodafone: Linux 　　　Symbian OS 高度化 複雑化 これまで携帯電話のソフトウェア開発はμITRONをメーカーごとにカスタマイズして使用していた。 大規模化、高度化、複雑化 開発の負担（労力）、コストの削減のため、共通化する部分は共通化（プラットフォームの統一） 共通化 再利用 au(KDDI)陣営：BREW NTTドコモ, Vodafone陣営： Linux,Symbian の採用 大規模化

13 BREW プラットフォームとしてのBREW モバイル向けに開発されたソフトウェア実行環境
携帯電話間の仕様の違いを吸収する（BREW APIを提供する） REX OS上で動作 シングルタスク BREW APIの拡張可能 (BREW4.0ではマルチタスク化) 特徴(図で書く) 軽量, 高速, 拡張可能（APIの拡張）

14 ソフトウェアの構成 アプリケーション ゲーム アプリ ナビ ブラ ウザ メール メーカ独自 実装部分 （UI,電話帳…） BREW
OS（REX) チップ, デバイスなどハードウェア 語句説明 （図は書き直す） REX シングルタスク BREW API エクステンション REXOSはリアルタイムOS であり完全マルチタスク環境 BREWはシングルタスクであり、アプリケーションは擬似マルチタスクで処理される BREWはAPIを提供する PCDV:Microsoft Word、Excel、PowerPoint、PDFのドキュメントを閲覧できる「ドキュメントビューアー」 また、JavaVMを搭載しエクステンションとしてAPIを搭載することでBREW上でもJavaアプリが動作可能である。NTTドコモ陣営でBREWを採用している三洋のFOMA端末は、この仕組みを使ってJavaアプリを動作させている。 ソフトウェアの構成

15 ソフトウェアの構成 APIの拡張 メーカー 独自アプリ アプリケーション FM ラジオなど API 拡張 ゲーム アプリ ナビ ブラ ウザ
エクステンション FM ラジオなど API 拡張 アプリケーション ゲーム アプリ ナビ ブラ ウザ メール Javaアプリ JavaVM エクステンション API 拡張 メーカ独自 実装部分 （UI,電話帳…） BREW OS（REX) チップ, デバイスなどハードウェア FM ラジオ受信機 など メーカー独自の拡張機器 PCDV:Microsoft Word、Excel、PowerPoint、PDFのドキュメントを閲覧できる「ドキュメントビューアー」 また、JavaVMを搭載しエクステンションとしてAPIを搭載することでBREW上でもJavaアプリが動作可能である。NTTドコモ陣営でBREWを採用している三洋のFOMA端末は、この仕組みを使ってJavaアプリを動作させている。 ソフトウェアの構成 APIの拡張

16 BREWまとめ 長所 モバイルに向く アプリケーションの移植性が高い 柔軟に拡張できる 短所 クアルコムの技術に多くを頼っている

17 Linux＆Symbian OS Symbian OS Linux イギリスのSymbian社が開発
ノキア、モトローラ、サムスン、ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズといった世界の携帯電話メーカーでは主流 日本では富士通、三菱電機、シャープ、がソニーエリクソンがFOMAに使用 ユーザーインタフェイス機能はサポートされていない（各社独自のインタフェースにできる） Linux オープンソース ライセンスの料金がかからない？ 強力なメモリ管理機能やツールの豊富さ 開発者の中にLinux経験者が多い→教育コストの削減

18 MOAP MOAP（Mobile Oriented Applications Platform） Symbian OSとLinuxに対応
モバイル指向のアプリケーションプラットフォームという意味 NTTドコモが中心となって推進 FOMA向け携帯電話基盤ソフトウェア Symbian OSとLinuxに対応 Symbian OSがMOAP（S）、LinuxがMOAP（L） ☆　今年6月、ドコモ、NEC、モトローラ、パナソニック モバイルコミュニケーションズ、英ボーダフォン・グループ、サムスン電子の6社が、Linuxによる　　　　　携帯電話向けソフトウェアプラットフォームの構築を 推進することに合意。 「 MOAP 」とは、モバイル指向のアプリケーションプラットフォームを意味する“Mobile Oriented Applications Platform”の略で、NTTドコモが中心となって推進している、FOMA向けの携帯電話基盤ソフトウェアです。具体的には、OSとミドルウェア、ブラウザなどが含まれます。 　MOAPが導入されるまで、FOMAをはじめとするドコモの携帯電話は、搭載しているOSやミドルウェアなどが開発メーカーごとに違っており、その上に載る機能も各メーカーごとに開発していました。これでは、同じ機能を各メーカーがそれぞれ開発することになり、無駄な作業が発生してしまいます。そこで、ソフトウェアの開発効率の向上を目指したのがこのMOAPです。 　MOAPでは、使用するOSの種類を限定した上で、コンパイラやパソコン上で動く携帯電話シミュレーターを含め、MOAP上で動くソフトを開発するためのSDK（ソフトウェア開発キット)が提供されています。各携帯電話メーカーは、これを使って、より効率的にFOMA向けソフトウェアを開発できるようになっています。 MOAPが対応するOSは、Symbian OSとLinuxです。それぞれMOAP（S）、MOAP（L）というバージョンになっています。 MOAP（S）では、Symbian OSのカーネルとUI部分、共通ミドルウェアと広い部分をサポートしています。FOMAの場合は、UI部分はカスタマイズ可能とし、各携帯電話メーカー独自のUI仕様で、ユーザーに個性をアピールしつつ、ドコモが導入する新規サービスをタイムリーに実現することを可能にしています。 Linuxは、サーバーなどのコンピュータで普及しているUNIX系のOSです。最近では、情報端末や情報家電向けの組込用Linuxも徐々に普及しつつあります。MOAP（L）は、MontaVista Linuxをベースとしたカーネル部分と、共通のミドルウェアをサポートしています。これを利用して効率的な開発と、新規サービスのタイムリーな実現が可能になるわけです。 　Linuxの場合、Symbian OSに比べると組込機器用途としての歴史が浅いため、たとえば組込用API（Application Program Interface、プログラムがOSなどの機能を呼び出す際の呼び出し口）があまり充実しておらず、組込用として利用するには、Symbianと比べて多少手間がかかるという点がありましたが、MOAPではすでにこのようなAPIも用意されていることもメリットの1つです。 　今年6月、ドコモやNEC、モトローラ、パナソニック モバイルコミュニケーションズ、英ボーダフォン・グループ、サムスン電子の6社が、Linuxによる携帯電話向けソフトウェアプラットフォームの構築を推進することに合意しました。ここで携帯電話用LinuxのAPI仕様およびアーキテクチャが規定されることになっていますが、MOAP（L）で規定されているAPIが参考にされる可能性を指摘する声もあります。 　MOAPを使って開発されたFOMA端末は既に発売が開始されています。富士通製端末ではF901iC以降、三菱製端末はD901i以降、シャープおよびソニー・エリクソン製端末では902i以降、NEC製端末ではN901iC（N900iL含む）以降、パナソニック製端末ではP901i以降が、それぞれMOAPを利用して開発された携帯電話です。

19 松下電器を見学して 次に先日見学にいった松下電器で学んだことについて、私たちの研究内容に近い内容を簡単に説明します。

20 Panasonic社製携帯電話（FOMA）の変化
2003年　P900i発売 ITRON（リアルタイムOS）を採用していた 2004年　P901i発売 省電力がかなり改善された（以前はすぐに電池切れ） これ以降は業界標準のLinux OSに移行 　※性能的にはリアルタイムOSのほうが上 松下電器さんは機種としてはDocomoFOMAのPシリーズを担当しているのですが、まず、２００３年にP９００iが発売されました。この機種まではiトロンというリアルタイムOSを使用していました。 そして、２００４年にP901iが発売されました。ここでの特徴は、前に比べてまず省電力がかなり改善されたということです。これによって、以前までのすぐに電池切れするという欠点を改善したということです。 もうひとつの特徴はこの機種を機に業界標準のLinuxOSに移行されたということです。けれど性能的にはリアルタイムOSもほうがいいそうです。 そこでそれではなぜLinuxにかえたのかという疑問が出てくると思うのですが、一つ目の理由は。。。

21 Linux OSの採用について なぜ？ 現状・・・ 今後・・・
リアルタイムOSは各社独自の仕様で開発しているため再利用しにくい。→Docomo側から業界全体で統一するように提案。 政治関係もあるらしい（後は企業秘密ということで・・・）　　 現状・・・ 導入当初はリアルタイム性に欠けていたが、改良され使えるレベルに。 アプリケーション機能が多いため、パケット通信速度が遅くなる 　　⇔ＢＲEWの方が数段速い 今後・・・ ミドル層の機能の数がかなり増え複雑化しているため、BREWのようにミドルウエアの標準化も第４世代に向けて、一応検討されている。

22 携帯電話アーキテクチャ ソフトウェア 機能ブロック 伝送 アプリケーション
性質によって、伝送系とアプリケーション系にわかれていて、それぞれにＣＰＵが構成されている。 伝送系は電話としての本来の機能 になります。 それ以外の機能についてが、アプリケーション系になり、周辺デバイスとして、各機能（機能を言う）があります。 ソフトウェアの構造としては、 伝送は上からプロトコルスタック、ベースバンド制御、OS、デバイスドライバの順になっています。 それに対してアプリケーションのほうは上からアプリケーション層、ミドル層（共通インタフェースミドルウエア）、OS、デバイスドライバ、の順 でそれぞれはかなり細かく機能分割が行なわれている 新たな機能を追加するときは別プロセスとして分割されます。

23 開発における特徴 １００人規模 １機種つくるのに１年（設計４ヶ月・検査６ヶ月) 納期が厳しい→日程遅れは収益に影響
バグの原因は設計書が洗練されていない場合が多い。 特徴として上をはなす。 日程遅れは違う機種にしたらという例の話もする。

24 開発手順 対応 ↓ 要求仕様の 要求を分析 確認 システム定義 システム全体の 機能分割 試験 数万個レベル？！ 機能部毎の 設計
　↓ 要求仕様の 　　　　　　　　確認 要求を分析 システム定義 機能分割 システム全体の　 　　　　　　　　試験 数万個レベル？！ 機能部毎の 　　　　　設計 機能部毎の 　　　　　試験 関数毎の設計 関数毎の試験 図の流れにそって話す感じ。。。

25 今後の携帯電話の展望や課題 アプリ プラットフォーム Javaアプリ BREWアプリ BREW Symbian OS & Linux
互換性の低さをどう解決していくかが課題 BREWアプリ 開発に時間がかかりすぎるのが課題 GPS機能がJavaよりも優位 プラットフォーム BREW マルチタスク化へ向かい統一が進む Symbian OS & Linux ミドルウエアとして統一するの？