【正文】 。依據(jù)系統(tǒng)是否必須作為獨立單元工作或必須具有網(wǎng)絡(luò)功能，是否必須執(zhí)行實時操作的標準，可以將嵌入式系統(tǒng)大致分為如下類型。單機嵌入式系統(tǒng)單機嵌入式系統(tǒng)以單機方式工作，獲取輸入并產(chǎn)生輸出。輸入可以是來自傳感器的電信號，或者是來自人的命令，比如按下按鈕。輸出可以是驅(qū)動另一個系統(tǒng)的電信號，或者是為用戶顯示信息的LCD(Liquid Crystal Display)顯示。在制造廠和汽車廠里很多用于過程控制的嵌入式系統(tǒng)可以被劃入此類。在過程控制系統(tǒng)中，輸入來自傳感器，傳感器將溫度等物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，電信號成為能夠控制閥門等設(shè)備的輸出。在一些單機系統(tǒng)中，執(zhí)行某項特定任務(wù)的響應(yīng)時間不是至關(guān)重要的。實時嵌入式系統(tǒng)有些嵌入式系統(tǒng)被要求在指定的時間內(nèi)完成特定的任務(wù)。這樣的系統(tǒng)被稱為實時嵌入式系統(tǒng)。例如，例如當(dāng)潮濕度超過特定閾值的時候，必須30毫秒內(nèi)打開閥門的系統(tǒng)。如果該任務(wù)未能30毫秒內(nèi)完成則可能產(chǎn)生嚴重的后果。這種必須嚴格符合實時約束條件的系統(tǒng)被稱作“硬實時嵌入式系統(tǒng)”。還有很多系統(tǒng)有實時要求，但是對實時的要求不強，例如語音通信系統(tǒng)，語音包的延遲只會造成短暫的靜默，不會有什么嚴重的后果，類似的這種系統(tǒng)被成為“軟實時嵌入式系統(tǒng)”。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有些嵌入式系統(tǒng)與一個網(wǎng)絡(luò)相連接，該網(wǎng)絡(luò)通常是基于TCP/IP(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)協(xié)議族的，比如Internet或者一個公司的企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)。這些系統(tǒng)能夠監(jiān)控某些參數(shù)(比如溫度和壓力)并將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到中央系統(tǒng)實現(xiàn)在線監(jiān)控。一個典型的例子就是對制造工廠的設(shè)備進行監(jiān)控的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到中央管理系統(tǒng)，中央管理系統(tǒng)可以時運行Web瀏覽器的PC機。這些系統(tǒng)又被稱為“Internet 信息設(shè)備”。移動設(shè)備隨著能夠支持極高速率的無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，移動設(shè)備除語音服務(wù)外還能支持高速數(shù)據(jù)服務(wù)。這些設(shè)備需要運行功能強大的移動操作系統(tǒng)別從網(wǎng)站下載信息。現(xiàn)場人員可以使用像手提電腦和掌上電腦這樣的設(shè)備完成數(shù)據(jù)采集，所輸入的數(shù)據(jù)保留在本地存儲器中，隨后上傳到公司的數(shù)據(jù)庫中。這些設(shè)備都要求有功能強大的處理器和操作系統(tǒng)以及比較低的功耗。 嵌入式系統(tǒng)的特點大體上看，嵌入式計算機系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)相比有一下幾個主要的不同點：嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定系統(tǒng)應(yīng)用的。嵌入式處理器大多數(shù)是專門為特定應(yīng)用設(shè)計的，通常具有低功耗、體積小、集成度高等特點，一般是包含各種外圍設(shè)備接口的系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)涉及計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、電子技術(shù)、通信和軟件等各行各業(yè)。它是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須具備高度可定制性。只有這樣才能適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用需要，在產(chǎn)品價格性能等方面具備競爭力。嵌入式系統(tǒng)的生命周期相當(dāng)長。當(dāng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到產(chǎn)品以后，還可以進行軟件升級，它的生命周期與產(chǎn)品的生命周期幾乎一樣長。嵌入式系統(tǒng)不具備本地系統(tǒng)開發(fā)能力，通常需要有一套專門的開發(fā)工具和環(huán)境。 ARM簡介ARM是一種基于RISC(精簡指令集計算機)構(gòu)建的通用的32位微處理器。RISC是一種設(shè)計思想，目標是設(shè)計出一套能在高時鐘頻率下單周期執(zhí)行，簡單而有效的指令集。重點在于降低由硬件執(zhí)行的指令的復(fù)雜度，這是因為軟件比硬件容易提供更大的靈活性和更高的智能。因此，RISC設(shè)計對編譯器有更高的要求。相反，傳統(tǒng)的復(fù)雜指令集的計算機則更側(cè)重于硬件執(zhí)行指令的功能性，使CISC指令變的更復(fù)雜。ARM公司是業(yè)界領(lǐng)先酌16／32位嵌入式處理器技術(shù)提供商，其產(chǎn)品占領(lǐng)了約75％的RISC處理器市場。ARM處理器核具有性能高、成本低和消耗小的特點，由于市場占有率高，應(yīng)用廣泛，ARM處理器的某些標準已經(jīng)成為便攜式通信設(shè)備、手持計算機、多媒體數(shù)字消費等嵌入式解決方案中事實上的標準。2 需求分析需求分析是對用戶提出的軟件功能、性能等應(yīng)用問題及其環(huán)境進行分析與理解，采用一系列的分析方法和技術(shù)，把系統(tǒng)分析階段產(chǎn)生的系統(tǒng)規(guī)格說明和項目規(guī)劃逐步精確化、完全化、一致化，借助于當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型導(dǎo)出目標系統(tǒng)邏輯模型，最終形成需求規(guī)格說明文檔的過程。 可行性分析可行性分析不是去開發(fā)一個軟件項目，也不是解決問題。而是分析這個軟件項目是否值得去開發(fā)，其中的關(guān)鍵和技術(shù)難點是什么，問題能否得到解決，怎樣達到目的等?？尚行苑治龅闹饕獌?nèi)容包括技術(shù)可行性分析，經(jīng)濟可行性分析，是有可行性分析和法律可行性分析。 技術(shù)可行性分析嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)是目前最流行的一種連接軟件與硬件的系統(tǒng)，功能及其強大。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字化產(chǎn)品的普及，Interact得到廣泛深入的應(yīng)用；從消費電器到工業(yè)設(shè)備，從民用器材到軍用器材，嵌入式系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)、手持通信設(shè)備、國防軍事、消費電子和自動化控制等各種領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿κ蛊涑蔀?l世紀的應(yīng)用熱點之一。嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的，然而，嵌入式系統(tǒng)本身不僅與一般PC上的應(yīng)用系統(tǒng)不同，而且針對不同的具體環(huán)境而設(shè)計的嵌入式應(yīng)用之間的差別也很大。由于嵌入式系統(tǒng)的專用性和多樣性，在嵌入式系統(tǒng)上部署Linux系統(tǒng)一般都需要進行大量的繁瑣的移植工作，因此，探索在特定嵌入式平臺上構(gòu)建定制嵌入式Linux系統(tǒng)的一般原理和方法，可以減少移植工作的盲目性，加快嵌入式Linux 主要研究內(nèi)容到目標平臺的移植進度，加速產(chǎn)品進入市場的時間(Time to Market)。 經(jīng)濟可行性分析嵌入式LINUX系統(tǒng)是早期就被大家熟悉的一種簡單的操作系統(tǒng)，運用C/C++等基礎(chǔ)語言。這無疑給本系統(tǒng)節(jié)省了一筆開銷。軟件系統(tǒng)開發(fā)中的費用主要包括：系統(tǒng)開發(fā)使用的軟硬件費用、人員費用和系統(tǒng)運行時的軟硬件費用等。由于GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)原有的硬件設(shè)施很完善，整體達到系統(tǒng)運行的要求并不需要很大的軟硬件投入。因此，新系統(tǒng)使用后不需購置硬件，硬件的升級費用也非常低。 總之，系統(tǒng)開發(fā)所獲得效益將遠大于系統(tǒng)開發(fā)所需的費用，所以GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)在經(jīng)濟可行性方面是可行的。 使用可行性分析該系統(tǒng)界面設(shè)計清晰，操作簡潔、方便，有完善的異常處理機制，首次使用本系統(tǒng)的用戶可參照幫助文檔使用本系統(tǒng)，使用方面可行。 法律可行性分析本系統(tǒng)沒有違反國家相關(guān)法律，法律方面可行。GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)需求分析的范圍主要包括軍用和民用。民用就像汽車導(dǎo)航儀，手機導(dǎo)航等。軍用譬如導(dǎo)彈制導(dǎo)等。嵌入式 GPS 地圖定位導(dǎo)航系統(tǒng)是綜合運用GPS 定位技術(shù)、GIS 地理信息技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)等多種高新技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)，能夠為用戶提供隨時隨地的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。近幾年涌現(xiàn)出大量的GPS 定位導(dǎo)航設(shè)備以及解決方案，被廣泛地應(yīng)用到城市智能交通管理、現(xiàn)代物流調(diào)運、車輛監(jiān)控等領(lǐng)域，極大地改善了人類的生產(chǎn)和生活，推動了信息化社會的發(fā)展。但目前嵌入式 GPS 定位導(dǎo)航系統(tǒng)從系統(tǒng)平臺、開發(fā)環(huán)境到地圖數(shù)據(jù)、應(yīng)用軟件等幾乎都處在一個商業(yè)化的封閉的環(huán)境下，造成了開發(fā)成本昂貴，安全性低，擴展性差，數(shù)據(jù)更新和交換困難，缺乏軟件自主權(quán)等問題。因此本文通過研究嵌入式 GPS 地圖定位導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)理論、方法和技術(shù)，提出一套結(jié)構(gòu)完整的基于ARM/linux 的嵌入式GPS 地圖定位導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計方案及其實現(xiàn)。對設(shè)計和開發(fā)基于開放系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)標準的，安全、穩(wěn)定、低成本的嵌入式GPS 地圖定位導(dǎo)航系統(tǒng)作出有益的探索。隨著3G時代的到來又為移動定位技術(shù)的發(fā)展開啟了新的篇章。數(shù)據(jù)傳輸能力的提高，終端多媒體能力的普及以及終端芯片中內(nèi)置GPS方案的出現(xiàn)，針對移動定位技術(shù)的限制越來越少。目前，全球范圍內(nèi)普遍使用的3G移動定位技術(shù)主要有4種，分別是基于網(wǎng)絡(luò)的CELLID，TOA/TDOA定位技術(shù)，基于終端的OTDOA定位技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)與終端混合的AGPS定位技術(shù)。 移動定位技術(shù)的飛速發(fā)展和全球移動用戶數(shù)量的迅猛增長，也為基于用戶位置的移動定位業(yè)務(wù)（Location Based Service，LBS）提供了前所未有的發(fā)展機遇和極其誘人的市場前景。3 開發(fā)環(huán)境介紹 嵌入式系統(tǒng)科研平臺Intel公司推出的PXA270微處理器具備強勁的處理能力，獨一無二的Wireless MMX技術(shù)和先進的SpeedStep動態(tài)電源管理技術(shù)，使得PXA270強勁的多媒體處理能力與獨特的節(jié)電技術(shù)均處于業(yè)界領(lǐng)先地位。深圳市億道電子技術(shù)有限公司推出基于Intel PXA270的Sophia Sandgate II評估板，提供豐富的軟硬件資源。 開發(fā)平臺簡介基于Intel XScale 架構(gòu)的兩款高端嵌入式系統(tǒng)教學(xué)科研平臺UPTECHPXA25UPTECHPXA270A 和UPTECHPXA270S。其中UPTECHPXA255 采用Intel XScale 架構(gòu)PXA255 嵌入式微處理器，UPTECHPXA270A 和UPTECHPXA270S 基于Intel XSCALE 架構(gòu)最新的PXA270 嵌入式微處理器。PXA270 最高主頻可達624MHz，加入了Wireless MMX 技術(shù)，大大提升了多媒體處理能力；同時PXA270 還加入了Intel SpeedStep 動態(tài)電源管理技術(shù)，在保證CPU 性能的情況下，最大限度地降低移動設(shè)備功耗。PXA270可以廣泛應(yīng)用于PDA、智能手機、PMP 產(chǎn)品中。UPTECHPXA270 系列教學(xué)科研平臺主要是面向計算機、軟件專業(yè)的高端平臺，微處理器主頻穩(wěn)定運行在520MHz，采用1313mm VFBGA 封裝，內(nèi)部集成iwmmx 指令，加速處理器對多媒體數(shù)據(jù)的處理速度。可運行Linux 和Linux 內(nèi)核，支持QT/E、miniGUI 等嵌入式圖形界面，提供完整的驅(qū)動和應(yīng)用程序。既適合作為計算機、軟件等專業(yè)開設(shè)嵌入式軟件課程的教學(xué)平臺，又適合廣大從事PMP、PDA、智能手機的廠商和科研單位作為參考設(shè)計平臺。UPTECHPXA270S 教學(xué)科研平臺由處理器核心板、主板及LCD 三部份組成。 UPTECHPXA270S開發(fā)平臺邏輯圖 4 概要設(shè)計 GPS原理及定位說明 GPS概述GPS（Global Positioning System－全球定位系統(tǒng)）是美國從本世紀70 年代開始研制，歷時20 年，耗資200 億美元，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS 的主要優(yōu)點包括：（1）全球，全天候工作：能為用戶提供連續(xù)，實時的三維位置，三維速度和精密時間。不受天氣的影響。（2）定位精度高：單機定位精度優(yōu)于10 米，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。（3）功能多，應(yīng)用廣：目前已廣泛的應(yīng)用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導(dǎo)航和管制、地殼運動監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、資源勘察、地球動力學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。 GPS 由三個獨立的部分組成：● 空間部分：21 顆工作衛(wèi)星，3 顆備用衛(wèi)星?！?地面支撐系統(tǒng)：1 個主控站，3 個注入站，5 個監(jiān)測站?！?用戶設(shè)備部分：接收GPS 衛(wèi)星發(fā)射信號，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，完成導(dǎo)航和定位工作。GPS 接收機硬件一般由主機、天線和電源組成。GPS 定位原理：GPS 定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。如圖所示，假設(shè)t 時刻在地面待測點上安置GPS 接收機，可以測定GPS 信號到達接收機的時間△t，再加上