專利名稱：平行分離式計算機模塊系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，特別是指一種在可攜式計算機產(chǎn)品中將操作系統(tǒng)(Operation System，O.S)與應用軟件(Application Software)分離設計的計算機操作系統(tǒng)結構。
以往的作業(yè)模式及軟硬件結構，并不適合這種經(jīng)營的方式，尤其是可攜式電子裝置系統(tǒng)(Mobil Electronic Device&System)的多樣性，使得原本業(yè)界公用的操作系統(tǒng)及軟硬件的結構，已經(jīng)完全無法負荷這種變化。如

圖1所示，為公知操作系統(tǒng)結構方框示意圖，這是一個慣用且普通的結構，在市面上所有的操作系統(tǒng)幾乎都是此類系統(tǒng)結構的衍生產(chǎn)品。這類系統(tǒng)通常都有一個系統(tǒng)核心(Operation System Kemel)1作為整個操作系統(tǒng)的控制中心，管理著一些由硬件及軟件組成的裝置驅(qū)動單元(Device Driver Unit)2，而該裝置驅(qū)動單元2又管理著所有的共享裝置(Common Device)3，而應用軟件單元(Application Unit)4也是由裝置驅(qū)動單元2所控制，執(zhí)行整個系統(tǒng)所要的動作。因此可以把這種操作系統(tǒng)結構看成是系統(tǒng)核心1、裝置驅(qū)動單元2及應用軟件單元4由上而下緊密結合的一種模式。
由圖1可知，當我們要變更(或增減)某一個共享裝置3時，裝置驅(qū)動單元2必須跟著變動，也就是必須有加載(1nstall)或卸載(Uninstall)的動作，在軟件上或硬件上都是如此，而這種開發(fā)工程十分浩大，通常要花費很大的人力物力才能達到。在此同時，應用軟件單元4也要因為共享裝置3的變動而做出相對應的變動。雖然近年來一些即插即用(Plug and Play)及熱插拔(Hot Plug)的系統(tǒng)十分流行，但是并無法真正做到理想上的即插即用及熱插拔，還是必須得由應用軟件單元4的支持方可順利的使用。
當系統(tǒng)核心1發(fā)生系統(tǒng)變動時，整個操作系統(tǒng)包含了裝置驅(qū)動單元2及應用軟件單元4都必須同時進行改寫及轉(zhuǎn)移的動作，更勿論是中央處理器(CPU)的更換，以達到更好的執(zhí)行效率。這樣的操作系統(tǒng)結構雖然并不會造成什么問題，但是，操作系統(tǒng)的執(zhí)行能力卻變成產(chǎn)品能力的一種指針了，這一點與產(chǎn)業(yè)界的需求完全不符。產(chǎn)業(yè)界所推出的是一個產(chǎn)品，出錢的是客戶，以客為尊才是開發(fā)新產(chǎn)品的基本原則。但傳統(tǒng)的結構是先考慮操作系統(tǒng)的能力，這樣的結果往往會將應用程序及外圍硬件的功能縮減以遷就操作系統(tǒng)的能力。這是一個反客為主的錯誤觀念，根本無法應用在可攜式電子產(chǎn)品上。而正確的方法應該是先考慮外圍硬件及應用軟件的功能，再以操作系統(tǒng)遷就此一結果，倘若現(xiàn)成的操作系統(tǒng)能力不足或是不適用，應該要更換操作系統(tǒng)，讓客戶所要的功能達到盡善盡美的地步。
請再參閱圖2，為公知操作系統(tǒng)結構的多任務執(zhí)行方框示意圖；若將公知的系統(tǒng)結構以多任務的方式(Time Share)進行程序的切換，則每一個在操作系統(tǒng)中執(zhí)行的應用軟件稱之為一個個的軟件模塊(TASK)41，這時所有的資源必須由系統(tǒng)核心1所掌控，以便能讓所有的軟件模塊41來使用，這對應用軟件來說是一種很模糊的使用方式，因為這些應用軟件永遠看不清楚系統(tǒng)上到底有那些東西可用，也無法確定系統(tǒng)到底有多少的資源留給自己。在這種狀況下，萬一有數(shù)個軟件模塊4l同時要使用同一個系統(tǒng)資源，而系統(tǒng)核心1并沒有分配好這種狀況，而應用軟件本身也沒預留作業(yè)過時(Time Out)的處理方法，就會產(chǎn)生死鎖(Died Lock)的死機現(xiàn)象。所以這類應用軟件都必需在程序開發(fā)完成之初，進行一連串的測試，以正確、穩(wěn)定的執(zhí)行應用軟件所代表的功能，也必須預估所有的配備及例外狀況，進行不同的處理及解決方案，以防在出貨后發(fā)生錯誤的現(xiàn)象。但是可攜式的系統(tǒng)卻無法有這種疏漏，也沒有那么多的系統(tǒng)資源，更無法以大量的執(zhí)行程序代碼去預防這種狀況。例如小型隨身聽內(nèi)也有一個計算機系統(tǒng)，假如隨時在死機，那對于使用者來說無疑是一種惡夢。
所以，在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)結構下開發(fā)新的產(chǎn)品時，常常遷就于幾種模塊及模式，這些遷就的部份，包含了操作系統(tǒng)、應用軟件及整合型芯片的結構。對于這幾個問題，本發(fā)明人針對可攜式電子裝置系統(tǒng)歸納了幾個重點1.小型化及個人化。
2.多功能及多變化。
3.產(chǎn)品的開發(fā)時間要短，但銷售的生命周期要長。
4.易于開發(fā)、支持。
5.操作系統(tǒng)要簡單易用，轉(zhuǎn)換不同中央處理器(CPU)平臺時不需重新學習。
6.研發(fā)完成的資源要重復使用，節(jié)省成本及人力。
而目前已開發(fā)或開發(fā)中的可攜式系統(tǒng)很難同時兼顧到以上幾個重點，因此，本發(fā)明人有鑒于上述現(xiàn)有的缺點及實際的需求，終于成功發(fā)明出一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)(Parallel-Sever ComputerOperation System)能夠?qū)⑸鲜鲇嬎銠C系統(tǒng)用在可攜式系統(tǒng)所產(chǎn)生的問題一并獲得解決。
本發(fā)明的次一目的是提供一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其操作系統(tǒng)與應用軟件是分離而無直接連結，故更換其軟件及硬件時，其對系統(tǒng)造成影響相當?shù)汀?br> 本發(fā)明的另一目的是提供一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其具有保密、防拷及預防病毒的功效。
本發(fā)明的又一目的是提供一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其具有多擴充性使協(xié)力廠商的支持不受太多的限制。
本發(fā)明的再一目的是提供一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其在軟件及硬件具有高度的移轉(zhuǎn)性，可將主機升級或更新的風險及時間降到最低。
本發(fā)明提供以下的技術方案來達到上述目的，本發(fā)明為一種平行分離式計算機操作系統(tǒng)，其主要特征在于其結構包括有一共享裝置驅(qū)動單元，其為管理計算機系統(tǒng)中所有共享裝置的輸出/輸入接口；一或一個以上的應用模塊單元，其是執(zhí)行于計算機系統(tǒng)上，可由共享裝置驅(qū)動單元中的裝置產(chǎn)生特定功效的軟件及硬件模塊；一信息交換單元，其為計算機系統(tǒng)上所有的應用模塊單元及共享裝置驅(qū)動單元的資料傳遞接口；而共享裝置驅(qū)動單元及所有應用模塊單元皆是地位平行同等的模塊，且彼此相互分離未有直接的連結，所有模塊的信息及資料皆是通過信息交換單元相互傳遞。
附圖標記說明1系統(tǒng)核心 2裝置驅(qū)動單元3共享裝置 4應用軟件單元41軟件模塊 10共享裝置驅(qū)動單元11信息交換單元 12應用模塊單元13專屬裝置 14共享裝置121應用軟件內(nèi)存和輸出/入的配置122基本服務例程的驅(qū)動程序124模塊1123信息交換緩沖器125模塊0126模塊2
21信息緩沖記憶區(qū)22信息緩沖控制器23系統(tǒng)處理器24MP3播放模塊25按鍵控制模塊 26記憶模塊27拷貝模塊 28遙控模塊29ADPCM播放模塊這種開發(fā)方式的好處是完全以客戶作導向，因為以應用軟件及相關硬件為優(yōu)先考慮，而結果將會是最精簡化的系統(tǒng)設計，再根據(jù)這個結果，找出相對可用、適用的操作系統(tǒng)來搭配。在這種開發(fā)的流程下，最大的變更是操作系統(tǒng)，由原本是優(yōu)先考慮，轉(zhuǎn)換為最后考慮，甚至是選擇性的配備。也就是說，應用軟件可以先行開發(fā)或者是與特殊需求的操作系統(tǒng)同時開發(fā)，節(jié)省整體的開發(fā)時間。
請參閱圖3所示，為本發(fā)明平行分離式計算機模塊系統(tǒng)結構方框示意圖；本發(fā)明平行分離式計算機模塊系統(tǒng)其硬件結構由中央處理器、內(nèi)存及輸出/輸入接口所構成，而其操作系統(tǒng)的基本結構包括有一共享裝置驅(qū)動單元(Common Device Driver Unit)10，為管理計算機系統(tǒng)中所有共享裝置14的輸出/輸入接口；一或一個以上的應用模塊單元12，其是執(zhí)行于計算機系統(tǒng)上，可由共享裝置驅(qū)動單元10中的裝置產(chǎn)生特定功效的軟件及硬件模塊；一信息交換單元(Message ExchangeUnit)11，其為計算機系統(tǒng)上所有的應用模塊單元12及共享裝置驅(qū)動單元10的資料傳遞接口。由本發(fā)明的結構圖與公知的結構圖可以看出有以下的不同點1.操作系統(tǒng)核心1并不存在，只有共享裝置驅(qū)動單元10的存在。而共享裝置驅(qū)動單元10可以看成是一個操作系統(tǒng)。
2.共享裝置驅(qū)動單元10與應用模塊單元12之間的通訊聯(lián)系由以往的功能呼叫(Function Call)改為信息交換單元11來控制，共享裝置驅(qū)動單元10與應用模塊單元12兩者并無直接的連結。
3.沒有裝置驅(qū)動單元2的設置，而所有應用軟件的功能控制的都在應用模塊單元12或共享裝置驅(qū)動單元10中的專屬裝置(PersonalDevice)13或共享裝置14上完成。
4.在每一個應用模塊單元12中都有自己專屬裝置13的控制功能，也就是在共享裝置驅(qū)動單元10(操作系統(tǒng))中，并不須要針對某一裝置輸入驅(qū)動程序才能使用。
5.所有的信息資料均通過信息交換單元11來傳遞，所以無法取得未經(jīng)允許的公開資料。
6.共享裝置驅(qū)動單元10與應用模塊單元12的中央處理器(CPU)不一定要相同，因為兩者并未直接連結。
7.共享裝置驅(qū)動器10及應用模塊單元12都可以芯片化或模塊化。
8.其它操作系統(tǒng)的資源，如內(nèi)存管理單元(MMU)、圖形使用者接口(GUI)等消失在共享裝置驅(qū)動單元10(操作系統(tǒng))中。
這些不同點使得原本的操作系統(tǒng)從高高在上的主控地位，變成純服務性的功能，所以在這個結構下共享裝置驅(qū)動單元10(操作系統(tǒng))可以看作每一共享裝置的服務性模塊(Service TASK)。而共享裝置驅(qū)動單元10最重要的工作是在提供整個系統(tǒng)所有共享裝置的輸出/入接口的管理，每一個應用模塊單元12要使用這些共享的裝置時，都要通過信息交換單元11對共享裝置驅(qū)動單元10發(fā)出使用需求，才能由共享裝置驅(qū)動單元10將需求排入工作中，再依等級順序?qū)⑺械墓δ苄枨笸瓿伞?br> 此種由共享裝置驅(qū)動單元10構成的服務性模塊的作業(yè)方式，可以讓應用軟件及硬件的開發(fā)非常容易，因為在開發(fā)過程可以不必在意系統(tǒng)資源的分配，而系統(tǒng)資源的分配在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，是最不容易做好的項目之一。再者，這種方式開發(fā)的軟件及硬件其指令的定義可以模塊化，也就是芯片化的可能性增加。同樣的，不同的中央處理器(CPU)也可以嵌入使用，并不需要再考慮應用軟件及硬件的重復開發(fā)及轉(zhuǎn)移的負擔。
請參閱圖4，為本發(fā)明應用模塊在系統(tǒng)中執(zhí)行時的方框示意圖，本發(fā)明中某一應用模塊單元12在系統(tǒng)中執(zhí)行時，會占用整個中央處理器的資源，但可將應用模塊執(zhí)行在外掛的中央處理器上，而這種在外掛中央處理器(CPU)上執(zhí)行的模塊(TASK)同樣可以擁有與共享裝置驅(qū)動單元10作資料交換的特性，因為外掛的中央處理器可以看作是一個專屬裝置，因此本發(fā)明并不對外掛中央處理器的執(zhí)行多作說明。而應用模塊執(zhí)行在共享中央處理器(Common CPU)上時，則應用模塊單元12除了有應用軟件內(nèi)存和輸出/入的配置(Application Memory And I/OMap)121外，還有一個基本服務例程的驅(qū)動程序(BASIC Service RoutineDevice Driver)122來輔助使用共享裝置驅(qū)動單元10的服務性模塊(Service TASK)的所有功能。這種輔助的功能有包括檔案系統(tǒng)(FileSystem)或圖形使用者界面(Graphical User Interface，GUI)等等的子程序，來當成與共享裝置驅(qū)動單元10的溝通。
雖然看似復雜且凌亂，但各種應用模塊的在開發(fā)上卻是十分容易的，以下先就服務性模塊(Service TASK)來說明。前面曾經(jīng)提到在本發(fā)明平行分離式計算機系統(tǒng)結構中，操作系統(tǒng)核心1將不會存在，而退化成為一個與應用模塊單元12相同地位的服務性模塊(Service TASK)，該服務性模塊即為共享裝置驅(qū)動單元10所執(zhí)行的模塊(TASK)。服務性模塊與應用模塊單元12所執(zhí)行的應用軟件模塊(Application TASK)最大不同的地方，主要在于下列兩點第一，系統(tǒng)中所有共享裝置或者預設的外圍及驅(qū)動程序均在服務性模塊中完成的，而這個服務性模塊是可以共享的，就算是中央處理器(CPU)不同也一樣。也就是說，服務性模塊的軟件及硬件，與整個系統(tǒng)的基本需求是相同的，換言之，一個使用本發(fā)明結構的產(chǎn)品，其基本需求是小于等于另一個產(chǎn)品。舉例來說某一個產(chǎn)品A需要鍵盤、顯示器、儲存裝置，假如有另一個產(chǎn)品B的服務性模塊其中包含了鍵盤、顯示器、手寫輸入及儲存裝置，就是大于產(chǎn)品A的需求，所以可以直接將產(chǎn)品B的服務性模塊部份直接套用在產(chǎn)品A上，而多出來的部份則可不予理會；若產(chǎn)品B的服務性模塊有鍵盤、顯示器及儲存裝置，則表示等于產(chǎn)品A，因此可直接套上就可以進行開發(fā)。但是假如產(chǎn)品B的服務性模塊僅包含了鍵盤及顯示器，則就為小于產(chǎn)品A，因為缺乏了儲存裝置的界面，因此就無法直接使用了。
這種做法對于未來產(chǎn)業(yè)的影響很大，尤其是對于目前整合型芯片有決定性的正面影響。目前整合型芯片的市場性很低，除PDA外，并無其它的用途，在本發(fā)明的系統(tǒng)結構整合下，這些芯片可以輕易地成為服務性模塊，提供采用本發(fā)明系統(tǒng)的產(chǎn)品在服務性模塊上有更多的選擇。其次，在做成模塊化后，操作系統(tǒng)的芯片化也非夢想，且時間不遠。這樣一來，操作系統(tǒng)的獨占場面將會消失，而決定占有率的廠商將不再是以軟件人力為主的公司，而是具有經(jīng)驗及有整合能力的設計公司。
第二，在服務性模塊系統(tǒng)的開發(fā)上，也與以往不同。前面曾經(jīng)說過，服務性模塊的系統(tǒng)很類似以往桌上型計算機的操作系統(tǒng)，所以或許有人會認為，服務性模塊的系統(tǒng)在開發(fā)上與日常用的操作系統(tǒng)一樣，復雜且時間冗長。但是在實際上，服務性模塊系統(tǒng)的開發(fā)方法卻比較像是應用軟件開發(fā)而非操作系統(tǒng)。而開發(fā)方式就是從信息交換單元11讀取從應用模塊單元12傳來的信息，處理后再傳回給應用模塊單元12即可?？梢圆捎醚虻姆绞剑粋€模塊一個模塊的處理，或者依每個模塊的緊急狀況加以選擇性的處理。最重要的原則就是，把要處理的數(shù)據(jù)處理完成并送回原來的應用模塊單元12，完成一個處理的循環(huán)，也就是信息交換循環(huán)(Message Exchange Loop)。
這樣的開發(fā)方式并不會有太多的例外，及一些管理上的問題，也不會有所謂的死機產(chǎn)生，可以讓服務性模塊在最穩(wěn)定的方式下執(zhí)行。這種類似于應用軟件的開發(fā)法則，讓所有的研發(fā)人員很容易的在短暫的時間里完成應用軟件及硬件的開發(fā)動作。本發(fā)明的系統(tǒng)結構并不需要諸如內(nèi)存管理單元(MMU)、圖形使用者接口(GUI)等操作系統(tǒng)上應有單元，因為所有模塊的連結均通過信息交換緩沖器(Message ExchangeBuffer)123進行，所有的模塊各管各的，除了信息交換外，誰也看不到誰，所有的中央處理器(CPU)資源在執(zhí)行時均全部交給了執(zhí)行該模塊應用模塊單元12，因此，并不需要MMU或CGI于此系統(tǒng)上。
檔案系統(tǒng)(File System)也不一定需要，在基本服務例程的驅(qū)動程序122中即附有檔案系統(tǒng)例程，可以給所有應用模塊單元12使用，假如這些模塊有一些檔案系統(tǒng)要使用，使用基本服務例程的驅(qū)動程序122中的就夠了。例如MP3譯碼，其所需要的是在服務性模塊中所儲存的MP3資料而已，自己有沒有檔案系統(tǒng)反而不重要，能把MP3譯碼程序及MP3資料加載應用模塊單元12中的內(nèi)存去執(zhí)行該模塊就足夠了。這樣一來的簡化分離，不但降低了系統(tǒng)的復雜性，同時也給予應用模塊單元12的最大的執(zhí)行空間及能力。
請參閱圖5，為本發(fā)明多項模塊(Multi-TASK)執(zhí)行的方框示意圖；本發(fā)明所有的模塊124都必須通過信息交換緩沖器(Message ExchangeBuffer)123并通過信息交換單元11進行溝通，當然這也包括了服務性模塊，也就是模塊0(TASK 0)125，這是本發(fā)明系統(tǒng)中唯一定義不變的模塊。由于信息交換緩沖器123是跟隨著模塊而相互分離的，其中任何一個模塊124若不經(jīng)過另一個模塊126的同意，是無法取得模塊126的數(shù)據(jù)或者去執(zhí)行模塊126中的一段指定程序。而每個模塊都可以使用在不同的中央處理器(CPU)，如此更是能防止一些如病毒或黑客程序去感染其它的模塊或模塊內(nèi)的儲存內(nèi)容。
還有一點是十分重要的，以往的系統(tǒng)由于是由上到下串聯(lián)在一起的，所以當某一個環(huán)節(jié)，也許是操作系統(tǒng)或者是應用程序發(fā)生了死機的現(xiàn)象時，就會破壞掉整個系統(tǒng)運作的某一環(huán)節(jié)。假如很幸運地這個死掉的部份在最底層(Application)，那把這個死掉的部份關閉即可。相反的，假如死掉的部份是最頂層(OS)，那可能整個系統(tǒng)就停頓下來了。這種死掉系統(tǒng)的現(xiàn)象可能發(fā)生在任何以往的結構所完成的操作系統(tǒng)上。但是在本發(fā)明分離式的結構上，任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生問題都不會引發(fā)致命性的影響，就算是服務性模塊發(fā)生死機時，只要服務性模塊重新激活就好了；假如是某一個應用軟件模塊發(fā)生死機，就將這個無法運作的應用軟件重新激活即可。因為整個系統(tǒng)是以信息交換單元11來溝通，有著充份的隔離作用；再加上服務性模塊并不擁有主管一切的能力，只是提供服務的一個模塊，所以假如有備用的服務性模塊或容錯用的服務性模塊，就能先切到這類的備用系統(tǒng)去運作，直到主要的服務性模塊重新激活，恢復正常的運作再接手所有的工作。
所以本發(fā)明的系統(tǒng)結構，不會因為某一部份的失去功能而讓所有的運作失常。這是與以往的結構最不同的地方，這個優(yōu)點，可以讓一些不能發(fā)生死機的地方有更多的安全性。這些優(yōu)點，在系統(tǒng)的開發(fā)上及應用上都是無可取代的，無論從那一個角度來看，難度并不會很高，但是卻表現(xiàn)出了這種結構的優(yōu)點，也就是很大的擴充性。以裝置驅(qū)動單元來說，基本上已經(jīng)被應用模塊化了，藏在應用軟件的模塊中，當然，除了服務性模塊中的一些裝置驅(qū)動程序(Device Driver)真的是以驅(qū)動程序的型態(tài)存在，但是我們從應用軟件模塊的角度來看這些裝置驅(qū)動程序時，其實與一個應用軟件沒什么兩樣。而服務性模塊的裝置驅(qū)動程序也是以一個標準的應用軟件型態(tài)存在于服務性模塊中。
舉例來說，假如我們把一個模塊做在IC卡上，現(xiàn)在把IC卡上的硬件插入本發(fā)明的系統(tǒng)中，這時在其它的模塊來看，這個硬件的控制軟件并不是一個裝置驅(qū)動程序的型態(tài)，相反的，怎么看都只是另一個應用軟件模塊。這片IC卡上伴隨的軟件，也必須寫成應用軟件的型式，取得別的模塊所給予的信息，以及將另一個模塊所需的信息傳回。而這些動作與一般的應用軟件模塊并沒有什么不同。既然沒有不同，所以也不必特別強調(diào)什么裝置驅(qū)動程序了，因為對于系統(tǒng)來說，這只是控制硬件的一個應用軟件罷了。這樣做的好處是所有的程序都可以不在操作系統(tǒng)的背景下開發(fā)，再加上不像傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)有上下連結的問題，所以當某一個裝置出問題時，與服務性模塊相同的，只要重新激活就可以了。同樣的，共享裝置的增減也不再需要系統(tǒng)大費周折的重整或是安裝。
參閱圖6、圖7、圖8及圖9，為本發(fā)明實施例的說明的方框示意圖；為讓審查員能確實了解本發(fā)明的實際運作，特以一MP3隨身聽為實施例來說明本發(fā)明作業(yè)模式的操控方式。請一并參閱圖3，本發(fā)明將一信息緩沖記憶區(qū)(Message Bufferr Memory)21及將一信息緩沖控制器(Message Buffer Controller)22作為信息交換單元11的機制，而系統(tǒng)處理器(System CPU)23是整個系統(tǒng)執(zhí)行的核心芯片，并在信息緩沖記憶區(qū)21下加掛了一個模塊(TASK)，就是MP3播放模塊(MP3 PlayerDriver)24。這個模塊(TASK)就是服務性模塊(Service TASK)，提供了系統(tǒng)的共享裝置驅(qū)動單元(Common Device Driver)10。當然這個服務性模塊(Service TASK)當然不止有MP3解壓縮芯片，還包括了顯示的LCD接口，但目前為了簡化說明，就以一個MP3播放模塊24來做代表。這個服務性模塊(Service TASK)只有一個最基本的動作，就是播放一個MP3格式的音樂。
如今已有一個最基本的結構，現(xiàn)在再來考慮需要加什么東西到這個隨身聽中，讓功能更完整。首先我們得要有按鍵，如PLAY、STOP等，所以我們加上了一個按鍵控制模塊(Key Control TASK)25到信息緩沖記憶區(qū)21中，讓這臺機器能夠被操作、被設定?，F(xiàn)在，我們有了按鍵以后就可以把按鍵的功能通過信息緩沖記憶區(qū)21加到系統(tǒng)中。但是有這兩個模塊卻無法播音，因為沒有MP3的檔案，所以我們再加入另一個模塊(TASK)，是一內(nèi)部儲存有MP3文件的記憶模塊(Flash ROMTASK)26。現(xiàn)在我們有了音源了，假發(fā)我們的記憶模塊26中已經(jīng)儲存了一首歌了，就可以進行播放音樂的動作了。
首先按鍵控制模塊25發(fā)現(xiàn)“Play”鍵被按下去，于是按鍵控制模塊25通過信息緩沖記憶區(qū)21將“Play”的信息送到MP3播放模塊24中。當MP3播放模塊24接到由按鍵控制模塊25所送來的信息，就開始進行一些準備動作，如播放芯片的初始化等等。當這個動作完成后，MP3播放模塊24通過按鍵控制模塊25發(fā)送信息給所有的模塊(TASK)，要求這些模塊(TASK)表明身份。當這些模塊(TASK)將身份信息返回給MP3播放模塊24后，MP3播放模塊24發(fā)現(xiàn)有一個模塊(TASK)是屬于儲存裝置，那就是記憶模塊(Flash ROM TASK)26，于是就向記憶模塊26發(fā)出下一個信息，開啟檔案傳回第一筆資料(Frame)。此時記憶模塊26收到了MP3播放模塊24的要求，確定了是MP3播放模塊24所送來的，于是打開檔案將第一筆資料送到信息緩沖記憶區(qū)21中給MP3播放模塊24進行播放的動作。這時MP3播放模塊24由信息緩沖記憶區(qū)21接收到資料，送到解壓縮芯片中播放，同時又送另一個信息到記憶模塊26中，告訴記憶模塊26再送下一筆數(shù)據(jù)過來。然后看看有沒有其它的模塊(TASK)送信息過來。如此周而復始的整個系統(tǒng)開始運作，開始播出了音樂。
播了一段時間后，當按鍵控制模塊25發(fā)現(xiàn)“Stop”鍵被按下，于是送一個信息到信息緩沖記憶區(qū)21中，通知MP3播放模塊24“Stop”鍵被按下。當MP3播放模塊24接到由按鍵控制模塊25傳來的信息后，就停止MP3播放，也不再向記憶模塊26要求送下一筆資料到這里。于是整個系統(tǒng)停止播放音樂的動作。這個系統(tǒng)如此就完成了。在整個動作中，記憶模塊26所傳遞給MP3播放模塊24的數(shù)據(jù)完全不經(jīng)過按鍵控制模塊25，而按鍵控制模塊25的數(shù)據(jù)也不會傳送給記憶模塊26，所以我們可以說，按鍵控制模塊25與記憶模塊26在整個運作中完全沒有任何的交互作用。
假如有一個黑客想要盜取記憶模塊26中傳來MP3檔案資料，于是把一個拷貝模塊(Copy TASK)27加入信息緩沖記憶區(qū)21里面。這時我們就可以發(fā)現(xiàn)，由于記憶模塊26只是單純地響應著MP3播放模塊24的要求，拷貝模塊27根本無法從與記憶模塊26通信的信息緩沖記憶區(qū)21中取得資料。而記憶模塊26也只把數(shù)據(jù)送到MP3播放模塊24中，別的模塊(TASK)對于檔案的需求就不響應了。所以這時拷貝模塊27根本無法取得記憶模塊26中的檔案，就連資料傳遞的過程都看不到，所以在信息緩沖記憶區(qū)21中傳遞的資料是可以不進行保護編碼，就已經(jīng)俱備防拷貝的功能。
若今天某客戶突然要加入一個遙控模塊(Remote Control)28，以增加市場性，于是我們就可以很快的把一個遙控模塊28加入到信息緩沖記憶區(qū)21中，于是我們的MP3隨身聽又多了一個功能。這樣一來，整個的系統(tǒng)結構就會變成如圖7所示了，當然按鍵控制模塊25也要能支持到那么多的按鍵裝置才行。又假如我們要加入硬盤(圖略)當儲存媒體，原理與遙控模塊28一樣，只須再加一硬盤模塊到信息緩沖記憶區(qū)21中即可。
現(xiàn)在我們從另一個角度來看，在按鍵控制模塊25、記憶模塊26及遙控模塊28不變的狀況下，如何把MP3播放模塊24變成ADPCM的播放模塊?，F(xiàn)在把原來的MP3播放模塊24拆掉，如圖8所示，整個結構就變成沒有了MP3播放模塊24，基本上系統(tǒng)是否可以運作呢？答案是可以的！只是無法表現(xiàn)出什么，但是系統(tǒng)也會正常運作，保持所有模塊(TASK)的狀態(tài)。這個特點在于MP3播放模塊24死機或發(fā)生錯誤時，只要MP3播放模塊24進行重新激活，整個系統(tǒng)就會恢復正常地運作。這也是本發(fā)明系統(tǒng)的特點之一。如圖9所示，現(xiàn)在把ADPCM播放模塊29加入，成為另一個服務性模塊(Service TASK)只要把記憶模塊26中的MP3檔案換為ADPCM檔案，其它的不必變動，就完成了一個ADPCM的播放裝置，又一個新產(chǎn)品出籠了，是不是很簡單呢？所以在這種結構下，無論是隨身聽或是其它的手持式裝置，都可以很快的完成一個項目。在采用了此種結構后，產(chǎn)業(yè)的研發(fā)及生產(chǎn)方式也會面臨重大的改變，不但某一種技術在開發(fā)完成后可以一再使用，不必做重大修正，甚至可以讓消費者更換服務性模塊(Service TASK)，就可以變成新的機種了。節(jié)省了龐大的新機種的研發(fā)經(jīng)費，也相對的增加了利潤。這也就是平行分離式系統(tǒng)的最大優(yōu)勢，也是日前業(yè)界所需要的。
所以，本發(fā)明為一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，是一種在可攜式計算機產(chǎn)品中將操作系統(tǒng)與應用軟件分離設計的計算機操作系統(tǒng)結構。因此本發(fā)明提供一種迥然不同于公知的設計，能提高整體的使用價值，又其申請前末見于刊物或公開使用，已符合發(fā)明專利的要求。上述所說明的附圖、說明，僅為本發(fā)明的實施例而已，凡精于此項技術的人可依據(jù)上述的說明作其它種種的改進，而這些改變?nèi)詫儆诒景l(fā)明的發(fā)明精神及以下所界定的權利要求范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，為一由中央處理器、內(nèi)存及輸出/輸入接口所構成的計算機系統(tǒng)，其特征為該計算機系統(tǒng)的基本結構包括有一共享裝置驅(qū)動單元，為管理計算機系統(tǒng)中所有共享裝置的輸出/輸入接口；一或一個以上的應用模塊單元，為執(zhí)行于計算機系統(tǒng)上，可由共享裝置驅(qū)動單元中的裝置產(chǎn)生特定功效的軟件及硬件模塊；一信息交換單元，為計算機系統(tǒng)上所有的應用模塊單元及共享裝置驅(qū)動單元的資料傳遞接口；上述共享裝置驅(qū)動單元與應用模塊單元都為地位平行同等的模塊，且彼此相互分離未有直接的連結，而所有模塊的信息及資料皆是通過信息交換單元相互傳遞。
2.如權利要求1所述的平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其特征為其中應用模塊單元中具有專屬裝置，應用模塊單元可由其專屬裝置完成特定的功能。
3.如權利要求1所述的平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其特征為其中應用模塊單元使用共享裝置驅(qū)動單元中的共享裝置時，是通過信息交換單元對共享裝置驅(qū)動單元發(fā)出使用需求，共享裝置驅(qū)動單元將需求排入工作單中，依順序或優(yōu)先等級將所有的需求完成。
4.如權利要求1所述的平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其特征為其中應用模塊單元還包括一應用軟件內(nèi)存和輸出/入配置單元及一基本服務例程的驅(qū)動程序，可用以輔助應用模塊單元獨立完成一項單純的模塊。
5.如權利要求1所述的平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其特征為其中共享裝置驅(qū)動單元可以模塊化及芯片化。
6.如權利要求1所述的平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其特征為其中應用模塊單元可以模塊化及芯片化。
7.如權利要求1所述的平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其特征為其中共享裝置驅(qū)動單元包括有一信息交換緩沖器，可用以讀取該單元所傳來的數(shù)據(jù)及將處理后的數(shù)據(jù)傳回給該單元。
8.如權利要求1所述的平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其特征為其中應用模塊單元中包括有一信息交換緩沖器，可用以讀取該單元所傳來的數(shù)據(jù)及將處理后的數(shù)據(jù)傳回給該單元。
9.如權利要求1所述的平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，其特征為其中任何一個模塊若不經(jīng)過另一個模塊的同意是無法取得其數(shù)據(jù)或者去執(zhí)行該應用模塊單元的模塊程序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種平行分離式計算機模塊系統(tǒng)，是指一種在可攜式計算機產(chǎn)品中將操作系統(tǒng)與應用軟件分離設計的計算機模塊結構，該結構包括有一共享裝置驅(qū)動單元，為管理計算機系統(tǒng)中所有共享裝置的輸出/輸入接口；一或一個以上的應用模塊單元，為執(zhí)行于計算機系統(tǒng)上，可由共享裝置驅(qū)動單元中的裝置產(chǎn)生特定功效的軟件及硬件模塊；一信息交換單元，為計算機系統(tǒng)上所有的應用模塊單元及共享裝置驅(qū)動單元的資料傳遞接口；而共享裝置驅(qū)動單元及所有應用模塊單元皆是地位平行同等的模塊，且彼此相互分離沒有直接的連結，其所有模塊的信息及資料都是通過信息交換單元相互傳遞。
文檔編號G06F9/40GK1410887SQ0113135
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權日2001年9月28日
發(fā)明者張澄聰, 黃肇康 申請人:張澄聰, 黃肇康