嵌入式移動(dòng)通信技術(shù)的研究及發(fā)展

　　【摘要】 隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的范圍越來越廣，手機(jī)、PDA、網(wǎng)絡(luò)冰箱、機(jī)頂盒等嵌入式產(chǎn)品越來越普及。形式多樣的嵌入式設(shè)備正努力把Internet連接到人們生活各個(gè)角落，中國(guó)嵌入式設(shè)備的潛在消費(fèi)者數(shù)量將以億為單位。如果說PC機(jī)的發(fā)展帶動(dòng)了整個(gè)桌面軟件的發(fā)展，那么嵌入式產(chǎn)品的廣泛普及必將為嵌入式系統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展提供無窮的推動(dòng)力。
　　本文首先介紹嵌入式系統(tǒng)的基本概念，包括嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式開發(fā)的具體步驟。
　　【關(guān)鍵詞】 嵌入式系統(tǒng);移動(dòng)通信技術(shù)；GPRS
　　
　　一、嵌入式移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
　　
　　Internet與網(wǎng)絡(luò)的迅速普及應(yīng)用，并向家庭領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，使消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)、通信（3C）一體化趨勢(shì)日趨明顯，嵌入式系統(tǒng)再度成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。未來嵌入式系統(tǒng)有以下幾大發(fā)展趨勢(shì)：
　　嵌入式開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還需要提供強(qiáng)大的硬件開發(fā)工具和軟件包支持。目前很多廠商已經(jīng)充分考慮到這一點(diǎn)，在主推系統(tǒng)的同時(shí)，將開發(fā)環(huán)境也作為重點(diǎn)推廣。比如三星在推廣Arm7，Arm9芯片的同時(shí)還提供開發(fā)板和版及支持包（BSP），而WindowCE在主推系統(tǒng)時(shí)也提供Embedded VC＋＋作為開發(fā)工具，還有Vxworks的Tonado開發(fā)環(huán)境，DeltaOS的Limda編譯環(huán)境等等都是這一趨勢(shì)的典型體現(xiàn)。當(dāng)然，這也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。
　　網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著因特網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高日益提高，使得以往單一功能的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能不再單一，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。這就要求芯片設(shè)計(jì)廠商在芯片上集成更多的功能，為了滿足應(yīng)用功能的升級(jí)，設(shè)計(jì)師們一方面采用更強(qiáng)大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯片或信號(hào)處理器DSP增強(qiáng)處理能力，同時(shí)增加功能接口，如USB，擴(kuò)展總線類型，如CAN BUS，加強(qiáng)對(duì)多媒體、圖形等的處理，逐步實(shí)施片上系統(tǒng)（SOC）的概念。軟件方面采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性，簡(jiǎn)化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。
　　網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢(shì)：未來的嵌入式設(shè)備為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，必然要求硬件上提供各種網(wǎng)絡(luò)通信接口。傳統(tǒng)的單片機(jī)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)支持不足，而新一代的嵌入式處理器已經(jīng)開始內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)接口，除了支持TCP／IP協(xié)議，還有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一種或者幾種，同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。軟件方面系統(tǒng)內(nèi)核支持網(wǎng)絡(luò)模塊，甚至可以在設(shè)備上嵌入Web瀏覽器，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地用各種設(shè)備上網(wǎng)。
　　精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核、算法，降低功耗和軟硬件成本：未來的嵌入式產(chǎn)品是軟硬件緊密結(jié)合的設(shè)備，為了減低功耗和成本，需要設(shè)計(jì)者盡量精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核，只保留和系統(tǒng)功能緊密相關(guān)的軟硬件，利用最低的資源實(shí)現(xiàn)最適當(dāng)?shù)墓δ埽@就要求設(shè)計(jì)者選用最佳的編程模型和不斷改進(jìn)算法，優(yōu)化編譯器性能。因此，既要軟件人員有豐富的硬件知識(shí)，又需要發(fā)展先進(jìn)嵌入式軟件技術(shù)，如Java、Web和WAP等。
　　提供友好的多媒體人機(jī)界面：嵌入式設(shè)備能與用戶親密接觸，最重要的因素就是它能提供非常友好的用戶界面。圖像界面，靈活的控制方式，使得人們感覺嵌入式設(shè)備就像是一個(gè)熟悉的老朋友。這方面的要求使得嵌入式軟件設(shè)計(jì)者要在圖形界面，多媒體技術(shù)上痛下苦功。手寫文字輸入、語(yǔ)音撥號(hào)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像都會(huì)使使用者獲得自由的感受。目前一些先進(jìn)的 PDA 在顯示屏幕上已實(shí)現(xiàn)漢字寫入、短消息語(yǔ)音發(fā)布，但一般的嵌入式設(shè)備距離這個(gè)要求還有很長(zhǎng)的路要走。
　　
　　二、GPRS 接入Internet模型設(shè)計(jì)
　　
　　下面我們以S3C2410芯片為例介紹嵌入式在通信技術(shù)方面的應(yīng)用。
　　傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)僅能9.6Kbit/s速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶對(duì)高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務(wù)）是構(gòu)架在傳統(tǒng)ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)之上的一種標(biāo)準(zhǔn)化的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它可以提供高達(dá)115kbit/s速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，從而使得包括圖片、話音和視頻的多媒體業(yè)務(wù)在無線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸成為現(xiàn)實(shí)。
　　隨著桌面計(jì)算與嵌入式計(jì)算的逐漸融合，所有的嵌入式消費(fèi)設(shè)備和智能應(yīng)用形式都有接人Internet的需求。與PC采用有線方式接入Internet不同，嵌入式設(shè)備大都具有分散性和移動(dòng)性，不適合以有線方式接人。相應(yīng)地，運(yùn)用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備的Internet無線接入開始為人們重視并成為當(dāng)前嵌入式開發(fā)者的新課題。本文針對(duì)這一課題，采用S3C2410微處理器和MC35T GPRS無線通信模塊構(gòu)建了——嵌入式Internet接人平臺(tái)。
　　1.S3C2410芯片
　　S3C2410 芯片基于ARM920T內(nèi)核，采用五級(jí)流水線和哈佛結(jié)構(gòu)，提供1.1MIPS/MHz的性能，是高性能和低功耗的硬宏單元。ARM920T具有全性能的MMU、指令和數(shù)據(jù)Cache以及高速AMBA總線接口。
　　2.MC35T通信模塊
　　MC35T是一款支持GPRSC lass8的高速無線通信終端，具有體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)。該模塊是GPRS的B類通信模塊，支持語(yǔ)音通訊，具有G