基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的嵌入式系統(tǒng)的研究

　　1系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　1.1 終端硬件平臺(tái)總體介紹

　　本文的終端平臺(tái)的無線接入模塊采用西門子最新推出的 MC39i模塊，并以 32位基于ARM920T的微處理 S3C241OX為核心。按照功能分類，本文所實(shí)現(xiàn)的硬件平臺(tái)主要由微處理器單元、存儲(chǔ)器單元、串口通訊單元、USB接口單元、電源單元、GPRS通訊模塊單元以及JTAG接口單元組成，硬件總框圖如圖 1所示。

　　1.2 嵌入式微處理器單元

　　本文硬件平臺(tái)的 CPU采用的 Samsung的基于ARM920T內(nèi)核的 S3C2410X微處理器，該微處理器是 Samsung公司為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供一種低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。S3C2410X采用了 0.18um工藝的 CMOS標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存貯器單元。它的低功耗、精簡(jiǎn)和出色的全靜態(tài)設(shè)計(jì)特別適用于對(duì)成本和功耗敏感的應(yīng)用。

　　S3C2410X的顯著特性是它的 CPU核心，是一個(gè)由 Advanced RISC Machine(ARM)有限公司設(shè)計(jì)的 16/32位的高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立的 16KB指令 Cache和 16KB數(shù)據(jù) Cache，每個(gè)都是由 8字節(jié)長(zhǎng)的行構(gòu)成。通過提供一系列完整的系列外圍設(shè)備， S3C2410X大大減少了整個(gè)系統(tǒng)的成本，消除了為系統(tǒng)配置額外器件的需要。

　　1.3 GPRS模塊 MC39i

　　MC39i是西門子公司最近推出的新一代雙頻 GSM/GPRS通訊模塊的無鉛產(chǎn)品，它簡(jiǎn)潔的封裝是很多應(yīng)用系統(tǒng)中無線高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐虢鉀Q方案，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)、語音、SMS和FAX各個(gè)方面的應(yīng)用，且功耗低。它為用戶提供了永遠(yuǎn)在線、高速度、更簡(jiǎn)單的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信接入手段。MC39i具有豐富的 AT指令，功能強(qiáng)大，操作靈活方便，是繼 GPRS手機(jī)外有一種非常重要的 GPRS移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端設(shè)備。它的出現(xiàn)給 GPRS的發(fā)展注入了新的活力。

　　MC39i具有體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)。MC39i的工作電壓為 3.3伏一 4.8伏，典型電壓為 4.2伏。最大工作電流為 2安。模塊可以工作在 EGSM900和 GSM1800兩個(gè)頻段。工作于 EGSM900時(shí)功耗為 2瓦，工作于 GSM1800時(shí)功耗為 1瓦。利用 AT指令進(jìn)行控制，支持文本和 PDU模式的短消息、第三組的二類傳真。模塊常用的工作模式有省電模式、IDLE、TALK、數(shù)據(jù)等模式。通過獨(dú)特的 40腳的連接器(ZIF)實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號(hào)及控制信號(hào)的雙向傳輸。

　　MC39i模塊主要由 GSM基帶控制器、射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、射頻功率放大器、天線接口六部分組成。

　　1.4 存儲(chǔ)器單元設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)的外部存儲(chǔ)器主要由非易失性存儲(chǔ)器 Flash和易失性存儲(chǔ)器 SDRAM構(gòu)成，其中Flash用來存放需要固化的程序，如操作系統(tǒng)和 BootLoader等，掉電后不易丟失，而 SDRAM相當(dāng)于 PC機(jī)的內(nèi)存，用來運(yùn)行系統(tǒng)和程序，掉電后易消失。

　　本終端的存儲(chǔ)系統(tǒng)包含 8MB Flash存儲(chǔ)器和 32M SDRAM。其中 8M的 Flash用來存放內(nèi)部啟動(dòng)代碼、Linux內(nèi)核以及初始化的 ramdisk映像。剩余的存儲(chǔ)空間可存放用戶程序。本文采用的 Flash為 Intel公司的28F640J3A，BGA封裝。這塊芯片有 23根地址線，16根數(shù)據(jù)線，容量為8MB，128KB的可擦除塊;擦除塊之間相互獨(dú)立，每一塊的擦除操作可在 1s內(nèi)完成，并可單獨(dú)被擦寫 100000次;支持8位及16位兩種數(shù)據(jù)寬度工作模式。在采用8位數(shù)據(jù)寬度模式時(shí)，有效地址線為AO-A22;采用 16位數(shù)據(jù)寬度模式時(shí)，有效地址線為Al-A22。在此我們采用 16位數(shù)據(jù)寬度模式。我們把 16位數(shù)據(jù)寬度的 Flash存儲(chǔ)器映射到 S3C2410X的 ROM Bank()。

　　 2 基于GPRS的終端設(shè)計(jì)

　　目前硬件上的實(shí)現(xiàn)方案有兩種，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，分別敘述如下: 方案1:使用 TCP/IP協(xié)議芯片。 此方案利用了硬件協(xié)議棧，由單片機(jī)調(diào)用指令控制芯片，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2所示。