Вводная. Мобильные и встраиваемые платформы и системы

Дополнительные материалы к занятию можно скачать здесь.

Мобильные и встраиваемые системы предъявляют специфические требования к энергопотреблению, габаритам, программному обеспечению. Встраиваемые контроллеры широко применяются в бытовых приборах, медицине промышленных установках, военном деле. Зачастую специфика их эксплуатации требует минимального времени отклика, поэтому, подобные устройства часто работают под управлением операционных систем реального времени (ОС РВ). В отличие от персональных компьютеров производительность обычно здесь не так важна, зато ценится высокая интеграция. Зачастую весь функционал заключен в одной микросхеме.

Рассмотрим некоторые характерные особенности мобильных и встраиваемых систем.

Микропроцессоры

Универсальные микропроцессоры типа Pentium IV в силу их высокого энергопотребления обычно не используются. Более распространены процессоры с системой команд x86 (Intel Atom, VIA Nano, AMD LX800/LX900) и решения на базе системы команд RISC-процессоров ARM (Marvell PXA320, Freescale i.MXnn).

Самыми известными производителями процессоров данной архитектуры являются фирмы Qualcomm, Marvell, Apple и Samsung. Их разработки используются не только в мобильных устройствах собственного производства, например Apple iPhone, но и в изделиях сторонних производителей, таких как HTC или Nokia.

Intel® Atom™

На базе процессоров Intel® Atom™ создаются разнообразные устройства, в том числе планшетные ПК, смартфоны, нетбуки, гибридные устройства, бытовая электроника и настольные ПК начального уровня. Процессоры Intel® также оптимизированы для разнообразных ОС. В сочетании с наборами микросхем Intel® SM35 Express процессор Intel Atom поддерживает операционные системы Windows, MeeGo и Android.

Кроме того, они обеспечивают достаточно высокую производительность для поддержки HD-видео с разрешением 1080p. Низкое энергопотребление процессоров Intel Atom обеспечивает длительное время автономной работы.

Процессоры Intel Atom могут содержать одно или два ядра, они изготавливаются по 45 нм-технологии. Тактовая частота варьирует от 1,5 до 2,13 гигагерц. В некоторых моделях реализована поддержка технологии Intel® 64 и Intel® Virtualization (VT-x)[1].

APPLE A4/A5

До недавнего выхода iPad 2 последним продуктом компании являлась платформа Apple A4. В ее основе - разработанный совместно с Samsung одноядерный процессор S5L8930 на архитектуре ARM Cortex-A8. Частота процессора достигает значения 1000 МГц для iPad и 800 МГц для iPhone 4. Мощности вполне достаточно, чтобы снимать и воспроизводить HD-видео стандарта 720p, обеспечить отзывчивую работу и плавную прорисовку интерфейса [13].

Платформа поддерживает память типа LPDDR, в одноканальном режиме подключенную по специальной скоростной шине AMBA 3 AXI шириной 64 бит. Типичный устанавливаемый по технологии PoP (в едином корпусе, но не на одном кристалле!) объем памяти 256-512 Мб вполне достаточен для текущих запросов мобильных приложений [13].

На кристалле также интегрирован видеопроцессор PowerVR SGX 535 от компании Imagination, поддерживающий API OpenGL ES версии 2.0. Данный графический процессор, несмотря на немолодой по современным меркам возраст, способен поддерживать игры с достаточно сложной 3D-графикой и спецэффектами на основе шейдеров второго поколения. Кстати, идентичное видеоядро применялось в одном из первых в мире нетбуков ASUS Eee PC - Intel GMA500 IGP [13].

В зависимости от модели платформа оснащается сторонними модулями Wi-Fi стандартов 802.11a/b/g/n, Bluetooth 2.1+EDR, GPS и HSDPA/Edge. Для хранения данных и операционной системы в состав платформы входит 8-64 Гб энергонезависимой памяти типа NAND. Традиционно для продукции Apple присутствуют акселерометр, гироскоп, магнитный компас и датчик освещения, управляющий яркостью подсветки. В качестве операционной системы используется только "родная" ОС от Apple - iOS 4 (бывшая iPhone OS) [13].

Кстати, нередко отмечаемые недостатки устройств на данной платформе, отсутствие поддержки технологии Adobe Flash, кард-ридера или USB-порта являются следствием идеологии компании, а отнюдь не техническими недоработками [13].

В начале марта нынешнего года компания Apple выпустила новую платформу Apple A5. В данный момент она используется в планшете iPad 2, и, вероятнее всего, на ее основе будут представлены новые iPhone и iPod пятого поколения. Процессор, как и для платформы А4, разрабатывался совместно с компанией Samsung. Он основан на модифицированной архитектуре ARM Cortex A9, имеет частоту 1ГГц и теперь уже два ядра. Память типа LP DDR2 стала работать на более высокой частоте 1066 МГц. В качестве видеопроцессора применяется новый PowerVR SGX543, в несколько раз превосходящий по мощности прежнее решение. Несмотря на значительно возросшую мощность процессора и видеоядра, разработчикам Apple удалось сохранить экономичность платформы на прежнем уровне [13].

VIA Nano

Процессоры, объединенные в линейку Nano, разработаны на базе 64-разрядной суперскалярной микроархитектуры, предназначаются для встраиваемых систем и поддерживают технологию виртуализации VIA VT, что стало шагом в сторону предстоящих программных обновлений, в том числе Windows Embedded Standard 7. Новые процессоры будут располагать тактовыми частотами от 800 МГц до 1,8 ГГц и совместимостью с встроенными системными медиапроцессорами VIA. Новая серия включает в себя пять процессоров: U3400 (тактовая частота - 800 МГц), U3500 (1 ГГц), U3300 (1,2 ГГц), U3100 (1,3 ГГц) и L3050 (1,8 ГГц), совместимых с памятью формата DDR2 и DDR3 и системной шиной с частотой 800 МГц. Сильной стороной новинок станет технология энергосбережения. Безопасность обеспечивается благодаря аппаратному шифрованию данных по технологии VIA PadLock Security Engine. Вероятно, в скором времени этими процессорами будут оснащены цифровые терминалы, бортовые компьютеры, промышленные системы, "умная" бытовая электроника и прочее [2].

AMD LX800/LX900

Максимальная тактовая частота - 600 МГц;

Ядро - 32-разрядное, полностью совместимое с x86/x87; Выполнение приложений Windows и Linux без перекомпиляции;

Кэш-память первого уровня (команд/данных) - 64/64 Кб;

Интерфейс памяти - 64-разрядный DDR, 600 МГц;

Поддержка наборов команд Intel MMX and AMD 3D Now!

Внутренняя шина - GeodeLink, 9 Гб/с;

Поддержка 128-разрядного шифрования по алгоритму AES (CBC/ECB)

Встроенный графический процессор и дисплейный контроллер, разрешения - 1920x1440 (CRT) и 1600x1200 (LCD) пикселей;

Поддержка VESA 1.1 и 2.0 VIP/VDA.

Микропроцессор выпускается по нормам 0,13 мкм.

Одновременно компания представила два набора разработчика, ориентированных на процессоры AMD Geode LX: AMD Geode LX Network Attached Storage (NAS) RDK, предназначенный для разработчиков устройств для хранения и совместного доступа к видео- и звукозаписям, другим данным; и AMD Geode LX Ultra Value Clients (UVC) RDK, ориентированный на создателей портативной электроники, включая UMPC, одноплатные ПК и сетевые терминалы [3].

Marvell PXA320

Характеристики микропроцессора Marvell PXA320 следующие:
тактовая частота - 806 МГц
кэш второго уровня - 256 KB
поддерживаются технологии Intel SpeedStep и MusicMax, а также Wireless MMX 2 2D
поддержка 5-мегапиксельные камеры (реализована в Apple iPhone)
Флэш-память: 64-256 MB NAND Flash
ОЗУ - 64 - 256 MB DDR
USB - 1 слот
Последовательные порты: 3 порта 3 UARTS
Беспроводная периферия: WiFi, Bluetooth, GPS (на дочерней плате)
Проводная периферия: Ethernet, множественный SPI/SSP, I2C, GPIOs (на дочерней плате)
Аудио: 20-бит стерео кодек с прямым подключением к микрофону и стереонаушникам, совместим с AC97
Видео: вплоть до SVGA (800x600), включая тачскрин и подсветку экрана
Поддерживает Windows® CE и Linux
Энергопотребление: менее одного ватта [4].

Freescale i.MXnn

Тактовая частота - 533 МГц.

Имеется встроенное устройство для обработки чисел с плавающей точкой, и поэтому он предназначен, в первую очередь, для использования в приложениях, требующих интенсивных вычислений и быстрое время исполнения, например в системах обработки графической информации.

Обеспечивается поддержка OpenGL-ES и мобильной версии Direct3D.

Память до 256 Мбайт DDR, до 256 NAND флэш-памяти, SD/MMC и CompactFlash, интерфейсы-CAN 2.0b, 10/100BASE-T Ethernet, GPIO, PWM, LCD, аудиокодек AC'97, до 5 последовательных портов, USB, I2C, SPI и клавиатура 8_8. Поддерживается операционными системами Windows CE 5.0, 6.0 и Linux [5].

Накопитель

В качестве жесткого диска в сверхмобильных системах применяется энергонезависимая NAND или flash-память. Ее преимуществами, в сравнении с типичным накопителем на магнитных дисках, являются сверхкомпактные размеры, низкое энергопотребление и устойчивость к внешним физическим воздействиям (удары, вибрация), что особенно важно для мобильных устройств, учитывая обычные условия их эксплуатации.

Объем установленной flash-памяти, как правило, зависит от позиционирования продукта в линейке: 8-16 Гб для бюджетных моделей и десятки гигабайт - для более дорогих имиджевых модификаций.

Во многих мобильных устройствах присутствует дополнительный разъем для установки стандартных карт SD или microSD, что позволяет значительно увеличить доступное пользователю "дисковое" пространство [13].

Средства связи

Фактически обязательным элементом сверхмобильных платформ стали сетевые интерфейсы, проводные и (или) беспроводные - в частности, 100 Мбит/1 Гбит Ethernet, Wi-Fi стандартов 802.11b/g/n и Bluetooth. За них отвечает отдельный сетевой контроллер, как правило, разработки Broadcom или Atheros [13].

Поддержка беспроводной сети Wi-Fi позволяет, при наличии точки доступа, легко интегрировать мобильный гаджет в домашнюю сеть и обмениваться данными между ним и основными устройствами (настольный ПК, ноутбук, домашний файловый сервер или NAS). А в некоторых заведениях - например, гостиницах, залах ожидания в аэропортах, интернет-кафе и закусочных McDonald's, - есть бесплатная услуга выхода в Интернет [13].

В отличие от медиаплееров, смартфоны и некоторые планшеты дополнительно оснащаются модулями GSM/GPRS, позволяющими совершать звонки, используя сотовую связь, или самостоятельно выходить в Сеть [13].

Системы, предназначенные для использования в GPS-навигаторах, а также смартфоны с аналогичной функцией дооснащаются GPS-приемником, обеспечивающим связь с навигационными спутниками NAVSTAR [13].

Оперативная память

Как в любой компьютерной системе, одним из обязательных элементов SoC является оперативная память. Преимущественное распространение получил тип памяти LPDDR (Low Power Double Data Rate - память с низким энергопотреблением и удвоенной скоростью передачи данных). Несмотря на сходство с названиями DDR2 и DDR3, новый тип памяти несовместим с этими стандартами напрямую из-за примененных в LPDDR многочисленных микроархитектурных решений, призванных существенно снизить энергопотребление [13].

Типичный объем оперативной памяти в современных мобильных устройствах за последнее время существенно возрос (с 128 до 512 Мб-1 Гб) и фактически соответствует объему ОЗУ настольных ПК трех-четырехлетней давности, позволяя использовать новейшие мобильные операционные системы и приложения, которые по своей функциональности мало в чем уступают настольным аналогам [13].

Дисплеи

В современных гаджетах применяются сенсорные дисплеи двух типов: емкостные и резистивные. Первые обладают более высокой прозрачностью и, следовательно, требуют менее мощной подсветки для обеспечения высокой яркости и контрастности - это положительно сказывается на энергопотреблении, позволяя увеличить время автономной работы мобильного устройства. Кроме того, емкостные экраны лучше реагируют на легкое касание пальцем, тогда как для четкого срабатывания резистивного экрана требуется некоторое усилие при нажатии - оптимальным является ввод с помощью стилуса. Впрочем, в 2008 году компания HTC разработала и запатентовала электронное перо для работы с емкостными экранами, специально предназначенное пользователям, привыкшим к управлению с помощью стилуса и не желающим переходить на "пальцевый" метод [13].

Дополнительным преимуществом емкостных экранов является возможность определения нескольких нажатий сразу (технология Multitouch). Типичный размер экрана для планшета составляет 7-10 дюймов (18-25 см) по диагонали, с разрешающей способностью от 800х480 до 1280x800 точек. У смартфонов и медиаплееров диагональ равна, как правило, 3-4 дюймам (7-10 см), а разрешение экрана варьируется от скромных 320х200 до впечатляющих 960х640 точек (Retina display в новых iPhone и iPod touch) [13].

Порты ввода-вывода

Мобильные и встраиваемые системы могут иметь разнообразные проводные и беспроводные порты ввода вывода. Они обычно содержать USB-порты, последовательные порты, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, встречается поддержка GPS.

Встраиваемая компьютерная система eBox 2300 X86

Вид задней панели eBox 2300 [6]

Мультимедийные возможности

Как уже описывалось выше, многие специализированные микропроцессоры имеют встроенные графические процессоры, обеспечивающие поддержку видео высокого разрешения, встречается поддержка сенсорного экрана и ускорители трехмерной графики. Многие микропроцессоры, предназначенные для мобильных или встраиваемых систем, имеют встроенные аудиокодеки. Все это делает возможным их применение в сотовых телефонах, мультимедийных киосках и других развлекательных устройствах.

Операционные системы

Встраиваемые системы предназначены для управления некоторыми процессами или оборудованием. Данное обстоятельство предъявляет определенные требования к устанавливаемым на этом оборудовании операционным системам. При управлении, например, авиационным или автомобильным оборудованием, критично время отклика. Оно не должно превышать некой заранее известной небольшой величины. Если оборудование имеет небольшие размеры, приходится решать вопросы, связанные со снижением энергопотребления. Часто устройства бывают одноразовыми и необслуживаемыми.

Для критичных к времени отклика приложений используются так называемые операционные системы реального времени (ОСРВ). В качестве примера ОСРВ можно привести QNX Neutrino. В этой ОС используется так называемая микроядерная архитектура, когда базовые функции ОС реализованы в ядре, а остальные компоненты системы выполняются вне ядра как отдельные процессы в собственном защищенном адресном пространстве [7].

В качестве примера миниатюрных необслуживаемых контроллеров можно привести моты (узлы) беспроводных сенсорных сетей (БСС). В рамках совместного проекта Intel и калифорнийского университета - MEMS предполагалось создавать узлы БСС объемом с песчинку - менее $$1\; мм^3$$. Для подобного оборудования была разработана Tiny OS, потребляющая 2 Кб памяти.

Операционные системы для мобильных платформ обладают развитыми коммуникационными возможностями, поддерживают большое количество беспроводных сетей. В таких ОС обычно реализована поддержка специфического оборудования, такого как сенсорные экраны, цифровая фотокамера, акселерометр, микрофон, приемники GPS. Microsoft недавно предложила технологию Sensing and Location Platform, в рамках которой компьютер должен знать свое местопололожение, уметь реагировать на изменение окружающей среды. Например, при изменении освещенности должна меняться яркость дисплея, при смене положения устройства экран может менять ориентацию с портретной на ландшафтную и т.д. В мобильных ОС Интернет имеет гораздо большее значение, чем в настольных операционных системах. В частности, загрузка новых приложений и цифрового контента осуществляется, главным образом, по Сети.

Операционные системы Microsoft

Microsoft предлагает собственную продуктовую линейку ОС, предназначенных для мобильных и встраиваемых платформ. Для управления оборудованием Microsoft разработала Windows CE, для смартфонов и коммуникаторов - Windows Mobile.

Встраиваемая ОС Windows Embedded Compact (CE)

Характеристики:
Время переключение контекста/реакция на прерывание - десятки мкс
Ресурсоемкость: ОЗУ/ПЗУ - десятки Мб
Поддержка сетей TCP/IP(IPv4, IPv6)
Поддержка веб-сервисов (XML, SOAP, COM/ATL, WSDL)
Интеграция с Windows-инфраструктурой (ActiveSync, RDP, LDAP, клиент Exchange, и т.д.)
Поддержка беспроводных сетей (WPAN, WLAN, WWAN) и сотовых сетей
Функции управления энергопотреблением
Штатная графическая оболочка (GWES), поддержка Adobe Flash Lite и Microsoft Silverlight
Поддержка мультимедиа: потоковое аудио/видео, медиа-кодеки, встроенная поддержка VoIP
Поддержка баз данных: реляционные СУБД и БД реального времени
Разработка в среде Microsoft Visual Studio и Embedded Visual C++
Поддерживаемые процессоры: х86, ARM, MIPS, SH-4
Поддержка оборудования Advantech, Men Mikro Elektronik, ADLINK, LiPPERT, RTD, Hilscher, Diamond Systems, AAEON, Octagon Systems и других производителей
Частично доступный исходный текст

Типовые применения: связанные мобильные устройства, потребительская электроника, операторские терминалы, промышленные контроллеры, медицинские приборы, мультимедийные устройства [8]

Windows Mobile 6.5

Имеются следующие предустановленные программы: мобильная версия Microsoft Office, пакет программ Outlook Mobile, мобильный браузер Internet Explorer Mobile, Windows Media Player для Windows Mobile. Поддерживается интеграция с сервисами Windows Live. Есть клиент для PPTP VPN и функция Internet Connection Sharing (ICS), позволяющая делить подключение к Интернет с настольным компьютером через USB или Bluetooth. Файловая система и структура папок аналогичны таковым в Windows 9x/Windows NT. В ОС реализована многозадачность.

Существуют три версии операционной системы для различных программно-аппаратных платформ:

Windows Mobile Professional - для смартфонов с сенсорным экраном и функцией мобильного телефона (платформа Pocket PC)

Windows Mobile Classic - для карманных персональных компьютеров (платформа Pocket PC)

Windows Mobile Standard - для смартфонов с функцией мобильного телефона, но без сенсорного экрана (платформа Smartphone) [9].

Windows Phone 7

В ОС реализована интеграция с сервисами Microsoft Xbox Live и Zune. Windows Phone 7 имеет новый домашний экран, основанный на так называемых "живых элементах" (Live Tiles). Интерфейс "Metro" напоминает интерфейс Zune HD, используются "плитки", которые прокручиваются по вертикали и могут быть настроены для быстрого запуска, ссылки на контакты или управление, содержатся виджеты. В Windows Phone 7 поддерживается технология multi-touch.

Требования к оборудованию

Устройства должны обладать:
емкостным мультисенсорным дисплеем (распознавание 4 прикосновений одновременно). Предоставляется выбор из двух вариантов разрешения: 800x480 и 320x480;
процессором с частотой не менее 1 Ггц;
256MB оперативной и 8GB флэш памяти;
поддержкой DirectX 9;
GPS-приемником;
акселерометром;
электронным компасом;
FM-радио;
камерой со вспышкой и разрешением не менее 5 МП.

Также, все устройства должны будут иметь 6 аппаратных кнопок

В Windows Phone 7 не будет прежней многозадачности. Вместо неё будет использована технология Tombstoning, аналогичная Push Notifications в iPhone.

WP7 поддерживает Silverlight и XNA.

В состав нового инструментария входит специальная версия среды разработки Microsoft Visual Studio 2010 Express for Windows Phone, Expression Blend 4 for Windows Phone (ориентированный на дизайн интерфейсов для мобильных приложений), среда конструирования игр XNA Game Studio for Windows Phone, эмулятор мобильных устройств Windows Phone 7 Series Emulator для тестирования, а также технология Silverlight for Windows Phone [10].

Недавно Microsoft объявила о выпуске обновленной версии мобильной операционной системы - Windows Phone 7.1 - Mango.

Ключевые возможности Windows Phone 7 Mango:

Треды: теперь можно переключаться между SMS, чатом Facebook и Windows Live Messenger в рамках одного и того же разговора.

Более глубокая интеграция с социальными сетями. Ленты новостей Twitter и LinkedIn теперь интегрированы в Мои Контакты в дополнение к лентам Facebook и Windows Live. Появилась возможность автоматического распознавания лиц и добавления тегов на фотографиях, сделанных телефоном.

Объединенный ящик входящей электронной почты. Теперь можно просматривать электронную почту с различных почтовых сервисов в одном почтовом ящике.

Многозадачность. Mango может работать с несколькими приложениями одновременно. Например, любые музыкальные приложения будут проигрывать музыку, и при этом будет обновляться лента новостей в Facebook или Twitter. Также Mango позволяет быстро переключаться между используемыми приложениями. Чтобы посмотреть, какие приложения запущены, и переключаться между ними, достаточно нажать и удерживать кнопку "Назад".

Internet Explorer 9 с поддержкой HTML5 и аппаратным ускорением графики позволяет быстрее открывать веб-страницы.

Интегрированные облачные сервисы: Windows Phone 7 Mango позволяет синхронизировать документы в хабе Office через SkyDrive и обеспечить доступ к Windows Live PhotoGallery и альбомам Facebook через хаб Камера и Фото.

Возможности для корпоративных пользователей: Windows Phone 7 - это телефон, который позволяет работать эффективнее:

Папки электронной почты на Стартовом экране. Чтобы получить быстрый доступ к важным письмам, достаточно закрепить папку, где они хранятся, на Стартовом экране. Это может быть папка с перепиской по проекту, папка сообщений от определенной группы или человека или папка с RSS.

Сортировка электронной почты в виде беседы. При необходимости можно сортировать переписку в режиме беседы, как в Office 2010, когда письма по одной теме автоматически объединяются в единую цепочку.

Поиск на сервере. Обновленная версия операционной системы предлагает широкие возможности поиска на почтовом сервере (например, Exchange) старых писем, которые больше не хранятся телефоне.

Lync. Тесная интеграция с Lync предлагает корпоративным пользователям Windows Phone 7 возможности унифицированных коммуникаций, включая мгновенный обмен сообщениями и возможность видеть статус коллег. Бесплатное приложение Lync Mobile будет доступно для загрузки из Marketplace.

Возможности для ИТ. Mango также включает новые возможности для сотрудников ИТ-подразделений. Новые функции, такие как поддержка сложных буквенно-цифровых паролей, управление правами доступа к информации для обеспечения защиты электронной почты и документов Office и предоставление доступа к защищенным корпоративным Wi-Fi сетям, позволяют ИТ-подразделениям обеспечивать соответствие корпоративным требованиям.

Конкуренты Microsoft в области мобильных операционных систем

Google Android

Android - операционная система для мобильных телефонов, планшетных компьютеров, нетбуков и смартбуков, основанная на ядре Linux. Android позволяет создавать Java-приложения, управляющие устройством через разработанные Google библиотеки. Также есть возможность писать приложения на Си и других языках программирования с помощью Android Native Development Kit.

Приложения для Android являются программами в нестандартном байт-коде для виртуальной машины Dalvik.

Google предлагает для свободного скачивания инструментарий для разработки (Software Development Kit), который предназначен для x86-машин под операционными системами Windows XP, Windows Vista, Mac OS X (10.4.8 или выше) и Linux. Для разработки требуется JDK 5 либо JDK 6.

Разработку приложений для Android можно вести на языке Java (не ниже Java 1.5). Существует плагин для Eclipse - "Android Development Tools" (ADT), предназначенный для Eclipse версий 3.3-3.6. Для IntelliJ IDEA также существует плагин, облегчающий разработку Android-приложений. Сообщается, что для среды разработки NetBeans IDE разработан экспериментальный плагин. Кроме того существует Motodev Studio for Android, которая представляет собой комплексную среду разработки, основанную на базе Eclipse и позволяет работать непосредственно с Google SDK.

Доступные библиотеки:
Bionic - библиотека стандартных функций, несовместимая с libc
SSL - шифрование
Media Framework (PacketVideo OpenCORE, MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG)
Surface Manager
LibWebCore (на базе WebKit)
SGL - 2D-графика
OpenGL ES - 3D-библиотека
SQLite - легковесная СУБД [11]

Apple iOS

Apple iOS - операционная система, разработанная компанией Apple на основе Mac OS X для мобильных устройств: iPhone, iPod Touch, iPad. Входит в семейство операционных систем Apple OS X, к которому так же относится и ОС для настольных компьютеров - Mac OS X. В Apple iOS используется ядро Darwin, основанное на микроядре Mach и содержащее код, написанный самой Apple, и код, полученный от ОС NeXTSTEP и FreeBSD. iOS имеет четыре слоя абстракции: ядро ОС, сервисы ядра, Media и API Cocoa Touch (англ.).

Приложения

Стандартными приложениями iOS являются:
Сообщения;
Календарь;
Часы;
Телефон;
Диктофон;
Заметки;
iPod;
Safari 5 Mobile основанный на WebKit (поиск от Google, Yahoo! и Bing);
Калькулятор;
Apple Mail Mobile;
Карты (использует Google Maps);
Компас;
YouTube;
Контакты;
Настройки;
iTunes;
App Store;
Акции;
Погода;
Game Center;
iBooks (С версии приложения 1.1 добавлена поддержка чтения PDF-файлов);
Поиск Spotlight;
FaceTime;
Voice Control/ [12]