Tecnologías para el Desarrollo de Aplicaciones para Dispositivos Móviles. Parte 2

Transcripción

1 Tecnologías para el Desarrollo de Aplicaciones para Dispositivos Móviles. Parte 2 Sesión 1. Características y hardware de los dispositivos móviles Escuela Politécnica Superior

2 Tecnologías para el desarrollo de aplicaciones móviles!! Parte 2! Características y hardware de los dispositivos móviles. Sistemas de telefonía y comunicaciones móviles. Conectividad móvil. Tecnologías 3G, 4G, Wifi, Bluetooth, NFC. Protocolos de comunicación en red. Gestión de contenidos. Tipos de aplicaciones y servicios en los sistemas móviles. 2

3 Tecnologías para el desarrollo de aplicaciones móviles!! Parte 2! Evaluación de esta parte 2 de la asignatura: Realización de ejercicios: 25% Programación de aplicaciones: 25% Proyecto final, programación y presentación: 50% 3

4 Puntos a tratar! Características y hardware de los dispositivos móviles Introducción Procesadores ARM System on Chip (SoC) GPU. Unidad de procesamiento gráfico Memoria RAM Tecnología de la pantalla Sensores y otro hardware 4

5 Introducción! El primer smartphone de la historia fue el IBM Simon. Fabricado en 1992 y distribuido por EEUU en Pantalla táctil, LCD monocromo. Sin botones, con texto predictivo. Smartphone IBM Simon 5

6 Introducción! Arquitectura x86. Sistema operativo ROM-DOS (compatible con MS-DOS). 1 Mega de RAM. 1 Mega de almacenamiento. 1 módem telefónico integrado. 6

7 Hardware de los Smartphones! La evolución del hardware de los smartphones viene dada por: Miniatuarización de los componentes electrónicos. Mejora en el proceso de fabricación. Menor consumo / Mayores velocidades. 7

8 Procesadores ARM! ARM es la arquitectura empleada en los procesadores en los dispositivos móviles. ARM es una arquitectura RISC: Reduced Instruction Set Computer. ARM viene de Advanced RISC Machine. Fue desarrollada por Acorn Computers para su uso en ordenadores personales. ARM es el procesador presente en el 98% de los dispositivos móviles (teléfonos móviles y smartphones). 8

9 Procesadores ARM! Además de en la telefonía móvil, ARM se emplea también en: PDA s. Tabletas. Videoconsolas. Calculadoras. Impresoras. Routers. y hasta en las modernas máquinas de café. 9

10 Procesadores ARM! La arquitectura ARM es licenciable. Los propietarios de las licencias fabrican el procesador. Entre los propietarios de la licencia ARM encontramos a una multitud de reconocidas marcas: Nokia Samsumg Apple Nvidia, Alcatel Lucent, Microsoft, Sharp, Texas Instruments, 10

11 Procesadores ARM! El primer diseño de procesador ARM data de 1985 ARM1. Sin embargo, la primera versión utilizada comercialmente fue ARM2, en 1986: Se trata de uno de los procesadores más simples del mundo con únicamente transistores. En 1991 Apple empleo el ARM6, en su innovador PDA Apple Newton: Apple Newton 11

12 Procesadores ARM! Actualmente podríamos clasificar la evolución de las versiones de la arquitecturas ARM en: 32 bits: ARMv6, ARMv5, ARMv4T, ARMv3, ARMv2 32 bits - Cortex: ARMv8-R, ARMv7-A, ARMv7-R, ARMv7E-M, ARMv7-M, ARMv6-M. 32 / 64 bits - Cortex: ARMv8-A. Familias ARM7 y ARM7TDMI (Arquitectura ARMv3) 12

13 Procesadores ARM! En los últimos años la computación multinúcleo es una realidad. El Cortex-A15 es un microprocesador dual core (dos núcleos) o quad core (cuatro núcleos) y posee frecuencias que pueden llegar hasta los 2.5 Ghz. Presente en: Samsung Galaxy Nexus, Los chips Nvidia TegraX, Los Qualcomm Snapdragon 8X72, La consola portátil PlayStation Vita, Samsung Galaxy S II (Exynos 4210) Samsung Galaxy S II 13

14 Procesadores ARM! Esquema de un procesador ARM Cortex A15 : 14

15 Procesadores ARM! Familias de procesadores ARM destacadas Cortex A, R y M: 15

16 System on Chip (SoC)! Definición de SoC: Es un término de lo más común hoy día en los smartphones debido a que el espacio en ellos es reducido. SoC: Tendencia actual para integrar todos o gran parte de los componentes de un dispositivo en un único circuito integrado o chip: CPU, GPU, RAM, ROM, controladores de interfaz tecnología inalámbrica, Video SoC AMD A10 16

17 System on Chip (SoC)! Esquema de SoC AMD A-10 con el procesador ARM Cortex A8: 17

18 System on Chip (SoC)! Ejemplo de Soc en el Iphone 5: En este modelo, cuando se habla del chip A6, en realidad hacemos referencia al SoC Apple A6 APL0589 en el que se encuentra un procesador ARM Cortex-A7 de 1200 Mhz con dos núcleos y un procesador gráfico (GPU) PowerVR SGX543 MP3 de tres núcleos. 18

19 GPU: Unidad de procesamiento gráfico! Definición de GPU : Es un coprocesador dedicado al procesamiento de gráficos u operaciones de coma flotante, existe básicamente para aligerar la carga de trabajo al procesador central. La GPU en los smartphones está especializada en mostrar los gráficos de la interfaz de usuario, efectos 2D y 3D, vídeo en HD Ready (720p) o full HD (1080p). GPU Tegra 4 y Tegra K1 de NVidia, dos de los procesadores gráficos más avanzados para dispositivos móviles 19

20 RAM! Es uno de los componentes críticos del móvil, junto con los núcleos de procesamiento de la CPU y GPU. En la mayoría de los casos la RAM en los Smartphones se encontrará en la parte superior del SoC. Esto permite el acceso directo del SoC a la RAM y la escasa distancia entre ambos significa menor calor y menor consumo de energía 20

21 RAM! Ejemplo de SoC A7 del Iphone 5S con memoria RAM de 1GB RAM de 1 GB situada en la parte superior del SoC 21

22 RAM! En un dispositivo móvil no es común el consumo de grandes cantidades de memoria: (50MB más o menos por aplicación). Si bien contar con 512MB es suficiente para un funcionamiento fluido del smartphone también es cierto que juegos de gran detalle gráfico (3D), se pueden consumir grandes cantidades de RAM Juego AVATAR 3D en un Smartphone Samsung 22

23 RAM! La mayoría de los dispositivos móviles actuales cuentan con una RAM máxima 2GBytes, aunque hay excepciones: 23

24 RAM! Mientras que los PC actualmente suelen utilizar la tercera versión de DDR SDRAM (DDR3), los SoC de los dispositivos móviles actuales emplean LPDDR2, LP (Low Power) es sinónimo de ahorro energético. LPDDR2 será equivalente una memoria DDR2 estándar de escritorio, pero empleando menos energía (LP). - La tensión de alimentación se reduce de 2.5 a 1.8V. - Compensación de temperatura LPDDR LPDDR2 LPDDR3 LPDDR4 24

25 Tecnología de pantalla en móviles! Tecnología IPS vs Amoled LCD TFT IPS OLED AMOLED Super AMOLED 25

26 Tecnología de pantalla en móviles! Ventajas de IPS Mejora el tiempo de respuesta. Mejor reproducción de color. Mejor ángulo de visión. Color blanco más intenso. Ventajas de AMOLED Pantalla más delgada. Color negro más intenso. Alto contraste. Mayor autonomía de batería. 26

27 Máster Universitario en Desarrollo de Software para Dispositivos Móviles Tecnología de pantalla en móviles! Desventajas de IPS Requiere una fuerte retroiluminación. Consume más energía. Pantalla más gruesa. Desventajas de AMOLED Coste de producción más elevado. Menor brillo. Menor periodo de vida. Más coste medioambiental. TDADM Escuela Politécnica Superior S7. Características y hardware de los disp. móviles 27

28 Tecnología de pantalla en móviles! Resoluciones más comunes en pantallas actuales (no sólo smartphones) 28

29 Sensores y otro hardware! Dentro de la clasificación de sensores y otro hardware: Cámara del dispositivo GPS Acelerómetro Giroscopio Brújula digital Sensor de luz Sensor de proximidad 29

30 Sensores y otro hardware! Cámaras El tamaño SI importa: Tamaño de óptica (objetivo) y tamaño de sensor en cámaras 30

31 Sensores y otro hardware! Cámaras Precisan una óptica (objetivo) y un sensor. La tecnología del sensor puede ser: - CCD - La tecnología CCD ha llegado a su límite. - CMOS - Es el sensor más empleado. - Más barato. - Reducción completa de blooming. - Consigue alta velocidad (hasta 1000 fps). 31

32 Sensores y otro hardware! Cámaras (comparativa) Fuente: gizmag.com 32

33 Sensores y otro hardware! GPS La función de geolocalización de los móviles es empleada cada vez más por las aplicaciones. Frente al problema de la privacidad, el poder conocer la ubicación del usuario aporta muchas ventajas. Aplicación de realidad aumentada que emplea el GPS del móvil 33

34 Sensores y otro hardware! GPS Asistido (A-GPS) No es una función imprescindible, pero si recomendable. El GPS tradicional se ayuda de la información de posición del usuario (facilitada por la celda de telefonía móvil) para agilizar la localización. 34

35 Sensores y otro hardware! GPS Según la precisión requerida por el usuario o la necesidad de ahorro de batería, en la mayoría de los dispositivos es posible elegir el modo de ubicación: Emplear sólo la información WIFI o de la red móvil permite reducir el uso de la batería a la hora de geolocalizar el móvil: 35

36 Sensores y otro hardware! Acelerómetro: Detecta las fuerzas de aceleración a las que se ve sometida una masa (smartphone). Esta fuerza cambiará al desplazar el dispositivo (cambio de velocidad) - No se mide la aceleración sino las fuerzas de aceleración. - Si el dispositivo está en reposo, el acelerómetro mostrará la inclinación del móvil con respecto al centro de masas de la tierra. Aplicación burbuja 36

37 Sensores y otro hardware! Giroscopio: Detecta la rotación a la que se somete el dispositivo móvil. El giroscopio mide la orientación directa del equipo en los ejes X, Y y Z: 37

38 Sensores y otro hardware! Acelerómetro y giroscopio En este Iphone, el LIS331DLH es el chip del acelerómetro y L3G4200D es el chip del giroscopio 38

39 Sensores y otro hardware! Brújula Este sensor nos permite conocer la dirección en relación a los polos magnéticos de la Tierra o al norte geográfico. La utilidad de brújula se aprecia en aplicaciones de navegación para obtener la posición del usuario en relación a puntos de interés. 39

40 Sensores y otro hardware! Sensores de luz / proximidad Luz - Ajusta el brillo de la pantalla en función de la luz ambiental. - Funciona con una fotorresistencia. Proximidad - Apagará la pantalla si estamos a menos de 5cm (aprox.) - Emite luz infrarroja que será detectada por el sensor de luz. 40

41 Ejercicios I! 1. Averigua las características hardware de tu dispositivo móvil. Qué procesador emplea? Cuenta con GPU? Memoria RAM, tipo de pantalla " 2. En ARM, una cosa es la familia y otra es la versión de la arquitectura. Podrías clasificar ordenadamente todas las versiones de ARM dentro de la familia correspondiente?" 3. Identifica los términos "Snapdragon y "PowerVR". Encuentra ejemplos de dispositivos que incorporen estos modelos." 4. Cuál es el primer procesador ARM con arquitectura de 64 bits? Qué equipos actuales cuentan con él? 5. Qué diferencia a las familias de procesadores ARM Cortex (A,R,M)? Pon un ejemplo de dispositivo electrónico que emplee una familia u otra. 41

42 Ejercicios II! 6. Enumera las diferencias entre la memoria RAM de un dispositivo móvil con respecto a un portátil u ordenador de sobremesa. 7. Cómo funciona una pantalla LCD? 8. Qué característica de la pantalla LCD permite denominarla RETINA para una marca concreta de smartphones? 9. Cómo funciona una pantalla AMOLED? 10. Qué diferencia a Super AMOLED de AMOLED?" 42

43 Ejercicios III! Cuál de estos dos equipos crees que es mejor? CPU: MediaTek MT6575 vs Qualcomm Snapdragon S4 Plus Krait. Núcleos: 1000Mhz 32bits Single-Core vs 1000Mhz 32bits Dual-Core. Memoria RAM: 1GB LPDDR2 vs 512MB LPDDR2. GPU - Tarjeta Gráfica: PowerVR SXG531T vs Qualcomm Adreno

44 Programación! En la parte de programación de este tema se trata de acceder al hardware del dispositivo móvil. Android permite acceder a los sensores internos del dispositivo a través de las clases Sensor, SensorEvent, SensorManager, y la interfaz SensorEventListener, del paquete android.hardware. La clase Sensor acepta ocho tipos de sensores:" (entre ellos:) Acelerómetro (movimiento): TYPE_ACCELEROMETER. Campo magnético (brújula): TYPE_MAGNETIC_FIELD. Giroscopio (detectar giros): TYPE_GYROSCOPE. Orientación (dirección a la que apunta): TYPE_ORIENTATION. 44

45 Programación! Elije 2 de las siguientes aplicaciones para programar en Android y probar en tu dispositivo móvil:" 1. Crea una aplicación en Android para mostrar los datos del Acelerómetro en tu dispositivo móvil. 2. Crea una aplicación en Android para mostrar la posición del GPS de tu dispositivo. 3. Crea una aplicación en Android para acceder a la cámara (frontal o trasera) de tu dispositivo y visualizar la imagen. 45

46 Programación! Consejos" Recuerda importar el paquete Android.hardware en main.java: import android.hardware.sensor; import android.hardware.sensorevent; import android.hardware.sensoreventlistener; import android.hardware.sensormanager;" Ten especial cuidado en AndroidManifest.xml y la versión SdK: <uses-sdk android:minsdkversion="8 android:targetsdkversion="15" /> 46

47 Comparativa, últimos modelos de smartphones 47

48 Preguntas...?! 48