基于MTK平臺(tái)手機(jī)GPS定位模塊設(shè)計(jì)

摘要：文章在介紹MT6252平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，采用MTK（MediaTek聯(lián)發(fā)科技）平臺(tái)分層設(shè)計(jì)思想。重點(diǎn)對(duì)GPS定位模塊驅(qū)動(dòng)層、應(yīng)用層UI、和交互控制層等軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)GPS屏幕菜單性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，GPS定位性能良好，運(yùn)行正常，且與維護(hù)方便。

關(guān)鍵詞：MTK；GPS定位；交互控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—8937（2012）23—0016—02

3G技術(shù)引領(lǐng)著時(shí)代的發(fā)展，在人們的生活工作中已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)手機(jī)，它不僅是簡(jiǎn)單的通訊工具，也有著很強(qiáng)的娛樂(lè)性，隨著信息技術(shù)的不斷提升，有很多應(yīng)用于手機(jī)上的新技術(shù)新服務(wù)逐漸推出。在眾多服務(wù)內(nèi)容中，手機(jī)定位是比較新型的一種，它的出現(xiàn)開(kāi)發(fā)了廣闊的市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，手機(jī)定位服務(wù)是通過(guò)移動(dòng)終端的定位技術(shù)。本文基于MTK平臺(tái)支持GPS或網(wǎng)絡(luò)定位的應(yīng)用開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，研究與設(shè)計(jì)以較低成本實(shí)現(xiàn)手機(jī)GPS定位功能的手機(jī)，方便了用戶的出行。

1 嵌入式系統(tǒng)及MT6252平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

1.1 嵌入式系統(tǒng)概述

嵌入式系統(tǒng)將應(yīng)用作為主導(dǎo)，依靠基本的計(jì)算機(jī)手段、能夠裁剪的軟硬件，同時(shí)還能夠完成應(yīng)有系統(tǒng)在功能、嚴(yán)密性、投入、大小、作用等方面標(biāo)準(zhǔn)的、特定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在應(yīng)用方面分析，嵌入式系統(tǒng)所起到的主要效用就是控制，另外還有監(jiān)控以及輔助監(jiān)控保證設(shè)備正常有序的工作。在技術(shù)角度分析，也就是只要是含有微處理器的所有軟硬件系統(tǒng)都算作是這個(gè)范圍內(nèi)的?，F(xiàn)在對(duì)硬件實(shí)時(shí)性的要求逐漸提升，該系統(tǒng)的軟件也不斷擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模，實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS）逐漸出現(xiàn)，而且逐漸成為其中的重要方面。在這樣的操作系統(tǒng)的工作運(yùn)行過(guò)程中，有很多種方向的功能體現(xiàn)，包括在文件的管理和設(shè)備的控制，目錄的歸納，以及多項(xiàng)工作內(nèi)容的不同表現(xiàn)方向。另外在實(shí)際使用過(guò)程中，也有不同的應(yīng)用程序接口（API）存在于其中，這樣就能方便軟件的開(kāi)發(fā)研究。與之前的應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的形式使用的效用比較大，另外還具有幾種不同的優(yōu)點(diǎn)，包括硬件的依賴程度，軟件的同態(tài)化還有就是實(shí)際應(yīng)用的針對(duì)性幾方面。在研究過(guò)程中運(yùn)用起來(lái)能夠有效縮短工作時(shí)間，提高研究效率，保證研究程序的精準(zhǔn)度。

1.2 MT6252平臺(tái)體系

1.2.1 MT6252硬件工作平臺(tái)

MT6252作為gsm/gprs手機(jī)芯片解決方案的一種，它將射頻、模擬基帶、數(shù)字基帶以及電源管理單元（pmu）幾個(gè)部分集成到一起，這樣能夠很大程度的降低形成的組件數(shù)量和PCB的大小。除此之外，它還能夠?qū)Γ⊿AIC）和AMR演講實(shí)行單天線的干擾。

1.2.2 MTK軟件體系結(jié)構(gòu)

MTK軟件體系結(jié)構(gòu)是層次化，模塊化的架構(gòu)、分析如下：

人機(jī)接口（ManMachineInterface，MMI），與協(xié)議棧進(jìn)行交互的上層模塊。

遠(yuǎn)程MMI（RemoteMMI）是指用AT命令集合來(lái)與協(xié)議棧進(jìn)行交互的遠(yuǎn)程模塊，包括遠(yuǎn)程的邏輯控制模塊和用戶界面模塊。

L4模塊，指AT模塊、MMI模塊與協(xié)議棧交互的適配層。

L4適配層（Layer4Adaptation，L4A），把上層請(qǐng)求轉(zhuǎn)化成為L(zhǎng)4層函數(shù)接口調(diào)用。

L4控制層（Layer4Controller，L4C）控StJL4的各個(gè)模塊與適配層函數(shù)的交互。

AT命令的解釋層（ATCommandInterpreter，ATCI），將上層不同形式存在的AT命令請(qǐng)求解釋成為標(biāo)準(zhǔn)AT命令接口。

用戶設(shè)備模塊（UserEquipmentsmodule，UEM），將物理設(shè)備如鍵盤(pán)、背光燈、GPIO口等設(shè)備驅(qū)動(dòng)抽象化。

電話本管理模塊（PhoneBook，PHB），用來(lái)管理電話本信息。

安全管理模塊（SecurityManagement，SMU），主要指用戶識(shí)別卡（SIM卡）和更特殊的STK卡。

呼叫服務(wù)管理模塊（CallServiceManagement，CSM），包括電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

（CombinedServiceDrawing簡(jiǎn)稱CSD），傳真業(yè)務(wù)（FAXservice），呼叫業(yè)務(wù)，附加服務(wù)業(yè)務(wù)。

注冊(cè)表存取控制模塊（RegistrationAccessControl，RAC），包括GSM/GPRS注冊(cè)管理，公眾陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）列表，信號(hào)強(qiáng)度指示（RSSI）報(bào)告。

短消息適配層（SMSApplicationLayer，SMSAL），包括消息存儲(chǔ)，MO/MT端短消息。

終端上下文管理模塊（TerminalContextManagement，TCM）。

工程模式（EngineerModetologinformation，EN），為系統(tǒng)配置，維護(hù)和檢測(cè)模塊。

在整個(gè)手機(jī)中GPS服務(wù)研究開(kāi)發(fā)的進(jìn)程中，其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作的重點(diǎn)基本就是進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。這樣一來(lái)，詳細(xì)的研究并明確MTK平臺(tái)軟件體系的原理和應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)手機(jī)GPS定位的重中之重。

2 手機(jī)GPS定位功能分析與設(shè)計(jì)

2.1 手機(jī)GPS定位硬件組成結(jié)構(gòu)

手機(jī)的GPS定位是GPS和MT6252基帶芯片硬件組成的。前者工作需要手機(jī)本身保證其電壓，與后者的數(shù)據(jù)傳到是通過(guò)串口進(jìn)行的，由手機(jī)USB，串口工具連接到PC機(jī)上能夠?qū)崿F(xiàn)GPS信息的測(cè)定。

2.2 GPS定位模塊的總體設(shè)計(jì)

GPS模塊的設(shè)計(jì)遵循MTK平臺(tái)分層設(shè)計(jì)思想，分層管理便于檢查和維護(hù)。GPS模塊自底向上分為物理、驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用三層。物理層為GPS芯片本身，主要負(fù)責(zé)定位數(shù)據(jù)采集，處理。經(jīng)由串口接收GPS芯片發(fā)出的數(shù)據(jù)然后匯聚形成標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，這些活動(dòng)主要由驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)，然后再傳向應(yīng)用層模塊。應(yīng)用層一般都是用戶界面，則有獨(dú)立接收業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)層上傳來(lái)的GPS標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包，能夠在屏幕上顯示出定位的信息，另外還能夠?qū)崿F(xiàn)不同模塊之間的互相交互。

2.2.1 驅(qū)動(dòng)層設(shè)計(jì)

從圖1分析可以得知，在用戶開(kāi)始GPS定位界面的時(shí)候，GPS芯片的工作就開(kāi)始了。其工作的重點(diǎn)就是處理掌握星歷信息，然后解析數(shù)據(jù)表達(dá)，之后便經(jīng)由串口向基帶芯片串口的Buffer進(jìn)行傳達(dá)，再然后出發(fā)串口形成消息傳到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)層，當(dāng)且接收到所傳導(dǎo)的消息之后會(huì)主動(dòng)讀取串口Buffer的數(shù)據(jù)，而且會(huì)在同一時(shí)間作用并處理串口數(shù)據(jù)，選擇出來(lái)包括經(jīng)緯度、時(shí)間、速度等能夠幫助定位的信息。操作循環(huán)進(jìn)行，一直到最后所有的數(shù)據(jù)會(huì)繼承數(shù)據(jù)包整體，然后可以把NMEA數(shù)據(jù)包整體交給GPS定位，之后任其隨意的和其他的應(yīng)用層或者其他模塊相互作用反應(yīng)，并且同時(shí)還接受由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)層發(fā)送出的NMEA數(shù)據(jù)包。

2.2.2 GPS定位模塊應(yīng)用層UI設(shè)計(jì)

GPS屏幕顯示結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理是依照MTK的設(shè)計(jì)進(jìn)行的，MT6252平臺(tái)所采用的是DrawManager機(jī)制，DrawManage是將在一個(gè)屏幕范圍內(nèi)的各個(gè)UI組件分別看做個(gè)體進(jìn)行整體的控制，坐標(biāo)和控制集合在那個(gè)時(shí)候被看成是資源維護(hù)。DrawManage做出畫(huà)圖要求，然后將請(qǐng)求傳導(dǎo)到控件部分，控件將對(duì)WGUI、GUI以及GDI接口繪制屏幕進(jìn)行反應(yīng)。一般現(xiàn)在具有導(dǎo)航功能的收都只有一個(gè)ID號(hào)碼，然后經(jīng)由調(diào)用屏幕類(lèi)別層的接口使ID號(hào)和屏幕的類(lèi)型相對(duì)應(yīng)。

2.3 GPS定位與其他功能交互控制設(shè)計(jì)

在使用手機(jī)GPS定位功能時(shí)，常常會(huì)有一些事件發(fā)生（比如來(lái)電、短信），此時(shí)，手機(jī)就必須首先中斷GPS定位，離開(kāi)定位屏幕，顯示其他功能事件的屏幕。GPS定位暫時(shí)處于后臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，待其他功能事件處理完成后，又能返回到GPS定位屏幕。另外要分析在這種情況之下用戶可能事項(xiàng)的各種操作，最后在所有內(nèi)容的操作完成之后正常返回GPS定位，以及沒(méi)能正常返回到GPS定位。

3 GPS屏幕自檢界面的構(gòu)建測(cè)試

在研究和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的過(guò)程中，檢測(cè)屏幕模塊可以通過(guò)兩種途徑進(jìn)入。其中之一是經(jīng)由構(gòu)造菜單進(jìn)入的，這種途徑的適用范圍一般都是內(nèi)部的調(diào)試。當(dāng)手機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)候就要通過(guò)另外一種途徑進(jìn)入到其中，也就是用戶通過(guò)按鍵控制進(jìn)入到檢測(cè)屏幕模塊。任何一次進(jìn)入，都要打開(kāi)來(lái)以及關(guān)閉串口，數(shù)據(jù)隨時(shí)向串口輸送消息對(duì)上層進(jìn)行提示，使其能夠定時(shí)更新屏幕的信息，當(dāng)定位信息刷新的時(shí)候，就會(huì)將當(dāng)次定位的結(jié)果記錄下來(lái)，也就是所說(shuō)的自定義NVRAM值，可以將NVRAM的默認(rèn)值設(shè)定成0，假如成功的話就寫(xiě)入1，后續(xù)就不再繼續(xù)寫(xiě)入，這樣就能夠證明GPS在出廠的時(shí)候天線工作是正常的。

本文是基于MTK平臺(tái)，研究開(kāi)發(fā)以及調(diào)試MMI， MTK提供了PCSimulater工具，這種模擬（莫機(jī)）器可以模仿手機(jī)的很多功能，在GPS定位方面的屏幕測(cè)試能夠經(jīng)由構(gòu)造菜單屏幕在模擬器顯示出來(lái)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)MTK6252平臺(tái)軟硬件結(jié)構(gòu)的介紹，結(jié)合MTK屏幕設(shè)計(jì)原理，解釋了通過(guò)GPS定位結(jié)構(gòu)和GPS芯片的結(jié)合使用完成的GPS定位服務(wù)。文中介紹的顯示定位信息的方案設(shè)置和實(shí)際措施是能夠?qū)嶋H應(yīng)用的。這項(xiàng)模塊的設(shè)計(jì)不僅思路簡(jiǎn)單明了，并且其成本投入也比較少。

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