嵌入式系统应用开发实例(52)

AFreesamplebackgroundfrom嵌入式系统开发与应用江苏大学计算机科学与通信工程学院通信工程系陈祖爵E-mail:[e-mail]:13775360008AFreesamplebackgroundfrom嵌入式系统应用开发实例1.基于嵌入式Linux的智能手机系统设计2.基于ARM-Linux和CDMA的远程视频监控系统AFreesamplebackgroundfrom基于嵌入式Linux的智能手机系统设计随着手持通信设备市场的快速发展，手机的功能逐渐增多。现在手机已经不只是用于语音通信的手持设备，而成为集成了短信、彩信、上网以及移动办公等附加功能的嵌入式通信平台。集成了这些功能的手机被称为智能手机。近年，嵌入式处理器的运行速度和功能都有了很大的提高，使得许多以前只能在PC上实现的应用，现在都可以在手持设备上实现。PDA发展的趋势和潮流就是计算、通信、网络、存储、娱乐、电子商务等多功能的融合。AFreesamplebackgroundfrom智能手机系统设计目前，市面上的智能手机主要采用Microsoft公司的ocketPC、PalmOS等商用操作系统，但这些操作系统开放的程序不够高，限制了许多第三方应用软件的移植。为使智能手机能够为第三方应用软件提供一个更为开放的嵌入式平台，提出一种以Linux作为嵌入式操作系统、Motorola的MX1作为微处理器、以Wavecom的Q2403A作为射频模块的智能手机系统的设计与实现。AFreesamplebackgroundfrom智能手机系统的硬件电路结构AFreesamplebackgroundfrom智能手机的主要参数CPU:ARM920T200MHz(MotorolaMC9328MXL)；显示:AU3.5ReflectiveTFTLCDwithLEDfrontlight65,536色；ROM:32MBFlash；RAM:64MBSDRAM；音效:内置单声道麦克风、单声道扬声器、立体声耳机插口;触屏：电阻式触摸屏；SD/MMC:1个SD卡插槽，MMCVer3,1.0标准SDMC；USB:USB2.0主，从口；红外：IrDA,115Kpbs；AFreesamplebackgroundfrom智能手机的主要参数串口：RS-232口；LED:红(在充电指示)、绿(软件运行或电池故障指示)电源管理:Fullfeatured-SipportsRun,IdleandSleepmodes复位：设置复位开关；电池：3.7V锂离子电池物理尺寸：主板尺寸为65x53x5.5mm电源适配器：5V直流；外部连接器:Possibleintegration、CF卡、Sensor、Bluetooth、SIMCard、其他AFreesamplebackgroundfrom智能手机系统的硬件设计智能手机系统的硬件设计如上图所示。该设计采用Motorola公司的MX1（MC9328）高性能的32位微处理器、Wavecom公司的Q2403A无线收发模块等实现智能手机的GSM通话、GPRS上网及其它PDA应用等功能。AFreesamplebackgroundfrom微处理器MC9328MX1是MotorolaDragonBall系列微处理器。采用节电的ARM920T核心，速度最高200MHz。集成了LCD控制器、SRAM、USB接口、一个A/D转换器（支持触摸屏控制）、一个MMC/SD主机端控制器。256-pin的MPPBGA封装。AFreesamplebackgroundfrom存储器系统存储器的物理实质是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路，用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。存储器按存储信息的功能可分为只读存储器ROM和随机存储器RAM。嵌入式系统中的固态存储一般用Flash存储器。AFreesamplebackgroundfrom(2Mx8-Bit/1Mx16-Bit)CMOS3.0Volt-onlyBootSectorFlashMemoryAFreesamplebackgroundfrom存储卡电路AFreesamplebackgroundfrom无线收发模块系统采用WAVECOM公司的Q2403A专用无线收发模块。是双频GSM模块(EGSM900/1800MHz),其设计及开发符合ETSIGSMPhase2+标准。具有话音、GSM电路数据/传真、GPRS分组数据、短消息等功能。该模块支持AT指令集,通过RS232与MX1通信。AFreesamplebackgroundfrom无线收发模块功能数据特征:Q2403A(支持class2),下载26.8kbits/s,上传13.4kbits/s;话音，数据/传真，短信息功能:●话音功能●数据/传真功能●短信息服务功能●呼叫转移●呼叫限制●多方通话●呼叫等待及呼叫保持●来电显示●显示呼叫转移其他功能:电话簿管理、个人信息管理（PIM）、固定拨号、实时时钟、闹钟管理AFreesamplebackgroundfrom复位电路部分原理图AFreesamplebackgroundfrom系统电源电路原理图AFreesamplebackgroundfrom控制器功能模块图AFreesamplebackgroundfrom驱动LCD引线AFreesamplebackgroundfrom控制器硬件连接AFreesamplebackgroundfrom的以太网接口设计以太网接口电路主要由MAC控制器和物理层接口（PhysicalLayer，PHY）两大部分构成，目前常见的以太网接口芯片，如RTL8019、RTL8029、RTL8139、CS8900、DM9000等，其内部结构也主要包含这两部分。本系统采用CS8900芯片。AFreesamplebackgroundfrom协议结构分层示意图AFreesamplebackgroundfrom的连接－CPU部分AFreesamplebackgroundfrom总线接口AFreesamplebackgroundfrom音频电路原理图AFreesamplebackgroundfrom麦克风电路原理图AFreesamplebackgroundfrom智能手机系统的软件设计系统分析和软件设计是智能手机系统实现的难点之一，关系到系统的稳定性、扩展性等。因为要兼顾到GSM语音控制与其它智能手机应用之间的互相切换及关联关系，智能手机软件系统的设计就变得相对复杂。系统设计将软件分为三层结构，如下图所示。最下面一层为操作系统层，主要实现对Linux操作系统的移植，其中包括Bootloader引导程序、LCD等设备的驱动程序。中间层为服务程序层，该层主要包括GUI服务器以及GSM/GPRS控制服务器。智能手机系统设计的关键在于各项功能应用的实现。对智能手机软件进行分层设计，有利于各个功能有机地协调运转，同时也便于软件的开发与调试。AFreesamplebackgroundfrom智能手机系统的软件层次框图AFreesamplebackgroundfrom嵌入式Linux操作系统Linux最初是由LinuxTorvalds编写及发布的源代码公开、可免费使用的操作系统。后来，又通过Internet上成百上千的程序员的加入，使Linux成为一个几乎支持所有主流32位CPU的操作系统。其特点主要有：内核高效稳定、公开源代码、可移植性、可裁减、支持多任务等。设计中采用的Linux内核是ARM-Linux基础上，编写符合硬件设计的引导程序及电源管理控制程序；并针对本系统的硬件设计，编写了LCD、触摸屏等硬件设计驱动程序。智能手机基于Linux操作系统工作时，首先初始化CPU；然后加载各个设备驱动程序，初始化存储器及外围设备；最后启动各服务程序，进入待机状态。AFreesamplebackgroundfrom服务程序的设计智能手机系统中的服务程序主要有GUIServer和GSM/GPRSServer，它们是上层应用赖以实现的基础。GUIServer为使系统能够很好地支持浏览器及MMS等界面复杂的应用，具有良好的可扩展性，本系统中的GUIServer设计采用了客户机/服务器模式，并以动态链接库的形式对图形设备接口进行封装，具体如下图所示。AFreesamplebackgroundfrom程序设计框图AFreesamplebackgroundfrom服务进程与应用进程之间采用Linux提供的消息队列进行通信。服务进程保存系统GUI环境的描述信息，为应用进程提供注册及一些计算任务，如计