【正文】 數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。 GGSN 主要是起網(wǎng)關作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡連接，如 ISDN，PSPDN 和 LAN 等。 GPRS 工作時，通過路由管理來進行尋址和建立數(shù)據(jù)連接，而 GPRS 的路由管理表現(xiàn)在以下 3 個方面 : 一是移動終端發(fā)送數(shù)據(jù)的路由建立 。 二是移動終端接收數(shù)據(jù)的路由建立 。 三是移動終端處于漫游時數(shù)據(jù)路由的建立。 對于第一種情況，當移動終端產(chǎn)生了一個 PDu 分組數(shù)據(jù)單元，這個 PDU 經(jīng)過 SNDC 層處理，稱為 SNDC 數(shù)據(jù)單元，然 后經(jīng)過 LLC 層處理為 LLC 幀，并通過空中接口送到 GSM 網(wǎng)絡中移動終端所處的 SGSN， SGSN 再把數(shù)據(jù)送到GGSN。 GGSN 把收到的消息進行解裝處理，轉換為可在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳送的格式 (如 PDU)，最終送給公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的用戶。為了提高傳輸效率，并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，可以對空中接口上的?shù)據(jù)做壓縮處理和加密處理。在第二種情況中，一個公用數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶傳送數(shù)據(jù)到移動終端時，首先通過數(shù)據(jù)網(wǎng)的標準協(xié)議建立數(shù)據(jù)網(wǎng)和 GGSN 之間的路由。數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶發(fā)出的數(shù)據(jù)單元 (如 PDU)，通過已經(jīng)建立好的路由把 PDU 數(shù)據(jù)送給 GGSN。而 GGSN 再 把 PDU 數(shù)據(jù)送給移動終端所在的 SGSN 上面， GSN 再把 PDU 封裝成 SNDC 數(shù)據(jù)單元，再經(jīng)過 LLC 層處理為LLC 幀的單元，最終通過空中接口傳送給移動終端。第三種情況是一個數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶傳送數(shù)據(jù)給一個正在漫游的移動用戶。這種情況下的數(shù)據(jù)傳送必須要經(jīng)過歸屬地的 GGSN，然后送到用戶端。 GPRS 的應用領域 GPRS 作為一個開放的業(yè)務平臺，有著很廣泛的行業(yè)應用，利用 GPRS 的數(shù)據(jù)傳輸特性，主要應用于下面一些領域。 (l)數(shù)據(jù)采集領域。如 :電力、水利、石油、燃氣、環(huán)保等行業(yè)的數(shù)據(jù)采集和傳輸，僅以電力抄表系統(tǒng)為例 ，新型的基于 GPRS 的遠程智能抄表系統(tǒng)，相比于原先的人工抄表系統(tǒng)，具有更大的智能性，節(jié)省了大量的人力成本，也降低了企業(yè)的成本，提高了整個系統(tǒng)的可靠性和實時性。 (2)智能交通領域。目前我國的交通管理智能化程度較低，管理不方便等問題，如果能夠采用 GPRS 網(wǎng)絡進行交通信息的監(jiān)控和管理，這將大大提高交通系統(tǒng)的智能性，優(yōu)化交通網(wǎng)絡，改善交通服務。 (3)實時信息查詢。 GPRS 應用于稅務、公安、教育、銀行等部門，便于及時的查詢信息，提高辦公效率。 (4)智能家居領域。當 GPRS 走入家庭的時候，人們可以用手機或者是電腦進行家用電器設備的遠程控制，給人們的生活帶來極大的方便。 小結 本章為您簡要介紹了 GPRS 的概念、特點、工作原理、及其應用領域，基于GPRS 自身的特點和優(yōu)勢， GPRS 應用于遠程數(shù)據(jù)采集，無線監(jiān)控領域的前景是非常廣闊的。 3 嵌入式系統(tǒng)介紹 嵌入式系統(tǒng)的定義 嵌入式系統(tǒng)是一個具有特殊目的的計算機系統(tǒng)，旨在完成一個或幾個專門的功能。通常來說，嵌入式系統(tǒng)需要具有實時計算的要求，它一般嵌入在一個包括了硬件和機械部件的完整設備中。相對普通用途的計算機，嵌入式系統(tǒng)可以定制軟硬 件，而完成不同的任務。由于嵌入式系統(tǒng)是專用于特定的任務，設計工程師可以對其進行優(yōu)化，減少尺寸和成本，提高可靠性和穩(wěn)定性。嵌入式系統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)，可以節(jié)省很大的成本。在應用領域上，嵌入式系統(tǒng)可以應用于便攜式設備，如數(shù)字手表和 MP4 播放器，也可以用于大型固定設施，像交通燈，工廠控制器，或系統(tǒng)控制核電廠。由于應用的范圍不同，嵌入式系統(tǒng)復雜性也有所不同，它可以小到一個微小的控制器芯片，也可以大到成千上萬的處理器、外設和網(wǎng)絡的集合。 由于應用領域的不斷擴大，使得嵌入式系統(tǒng)難于明確定義。目前，業(yè)界有多種不同的關于嵌入式 系統(tǒng) (Embeddedsystem)的定義 : 定義 : 嵌入式系統(tǒng)是“控制，監(jiān)視或者輔助裝置，機器和車間運行的設備”原文為devieesusedtoeontrol， monitor,orassisttheoPerationofequipment， machine 理 orPlants). : 不過， IEEE 的定義并不能反應出嵌入式系統(tǒng)最本質的特征。目前，國內(nèi)普遍采用下列描述來定義嵌入式系統(tǒng) :嵌入式系統(tǒng)以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟，硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能，可靠性，成本，體積，功 耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。 這個定義明確指出了嵌入式系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，同時是一個軟硬件可裁剪的專用的計算機系統(tǒng)，這也是嵌入式系統(tǒng)與普通計算機的最大差別。更詳細的說，嵌入式系統(tǒng)一般指非 PC 系統(tǒng)，它的硬件部分包括處理器 /微處理器、存儲器及外設器件和 I/O 端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件 (05)(要求實時和多任務操作 )和應用程序編程。主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)，以及相應的應用程序等四部分組成，用于實現(xiàn)對其他設備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 嵌入式系統(tǒng)的特點 通 過嵌入式系統(tǒng)的定義可以看出，嵌入式系統(tǒng)具有以下幾個非常明顯的特征 : 嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應用的嵌入式 CPU與通用型的最大不同就是嵌入式 CPU 大多工作在為特定用戶群設計的系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點，能夠把通用 CPU 中許多由板卡完成的任務集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設計趨于小型化，移動能力大大增強，與網(wǎng)絡的禍合也越來越緊密。 嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與其它行業(yè)的具體應用相結合的產(chǎn)物，因此，嵌入式系統(tǒng)必然是一個技術密集、資金密集的集成系統(tǒng)，具 有很大的創(chuàng)新性和高度的分散性。 嵌入式系統(tǒng)由軟件與硬件兩大部分組成 嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應用中對處理器的選擇更具有競爭力。 較長的生命周期 嵌入式系統(tǒng)和具體應用有機地結合在一起，它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，具有較長的生命周期。 具有特定的開發(fā)工具 嵌入式系統(tǒng)本身不具備自主開發(fā)能力，即使設計完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能擅自進行修改的，必須有一套自己的開發(fā) 環(huán)境和開發(fā)工具才能進行嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工作。 嵌入式系統(tǒng)的層次結構 嵌入式系統(tǒng)一般指非 PC 系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設器件和 I/O 端口、圖形控制器等，軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件和應用程序編程，有時設計人員把這兩種軟件組合在一起。應用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為，而操作系統(tǒng)控制著應用程序編程與硬件的交互作用。嵌入式系統(tǒng)包括功能層、軟件層、中間層、硬件層 4 大部分，如圖 所示 : 圖 嵌 入式系統(tǒng)結構圖 在嵌入式系統(tǒng)結構中，嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)是在做嵌入式設計前，首先要作選擇考慮的問題。 嵌入式處理器的介紹 嵌入式微處理器有許多種流行的處理器核，芯片生產(chǎn)廠家一般都基于這些處理器核生產(chǎn)不同型號的芯片，比如 : ARM 是一個由 ARM 公司開發(fā)的犯位精簡指令集計算機 (RISC)指令集架構 (IsA)，它的全稱為高級精簡指令集機器 (AdvaneedRlseMachine)。 ARM 架構是目前使用最廣泛的犯位 ISA，它是許多嵌入式系統(tǒng)中使用的微處理器和微控制器的內(nèi)核。由于 ARM 處理器消耗功率小，而在移動電子中，低功耗是一個關鍵的設計目標，因此， ARM 在移動電子產(chǎn)品市場上占主導地位。截至 2020 年， ARM處理器大約占嵌入式犯位 RISC 處理器 90%的市場份額。 ARM 處理器目前廣泛使用于消費電子產(chǎn)品，包括 PDA，移動電話， iPod 和其他數(shù)字媒體和音樂播放器，手持游戲機，計算機和計算機外圍設備，如硬盤驅動器和路由器等。 MIPs(MieroproeessorwithouthiterloekedpipelineStages)是由 MlpS 公司開發(fā)的 一種精簡指令集 計算 (RISC)的指令集架構 (ISA)。早期的 MIPS 架構是 32 位，而 更高版本是 64 位。 MIPS 目前應用用于在許多嵌入式系統(tǒng)中，如 WindowsCE 設備，思科路由器，住宅網(wǎng)關，以及任天堂 64 和索尼 Playstation 視頻游戲機等。到 2020 年底，它還在許多的 SGI 的計算機產(chǎn)品中使用。在 1990 年代中期至后期，據(jù)估計，三分之一的 RlsC 微處理器使用了 MIPS 內(nèi)核。 PowerPC 架構的特點是可伸縮性好，方便靈活。 PowerPC 處理器品種很多既有通用的處理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，應 用范圍非常廣泛，從高端的工作站、服務器到桌面計算機系統(tǒng)，從消費類電子產(chǎn)品到大型通信設備等各個方面。目前 PowerPC 獨立微處理器與嵌入式微處理器的主頻從 25MHz 一 700MHz 不等，它們的能量消耗、大小、整合程度、價格差異懸殊二主要產(chǎn)品模塊有主頻350MHz 一 700MHzPowerPC750CX 一 750CXE 以及 l 三頻 400MHz 的 PowerpC4一 40GP 等。嵌入式的 powerPC4os(主頻最高為 266MHz)和 powerPc440(主頻最高為 550MHz)處理器內(nèi)核可以用于各種集成的系統(tǒng)芯片 (System一 on一 chip，soC)設備上，在電信、余融和其他許多行業(yè)具有廣泛的應用。 X86 系列處理器是應用最廣泛的微處理器，它起源于 hitel 架構的 8080，再發(fā)展出 28 38 486，直到現(xiàn)在的 Pentium Athlon 和 AMD 的 64 位處理器Hammer。從嵌入式市場來看， 486Dx 是當時和 ARM、 68K、 MIPs 和 suPerH 齊名的五大嵌入式處理器之一， 8080 是第一款主流的處理器。今天的 Pentium 和當初的 8080 使用相同的指令集，這有利也有弊，利是可以保持兼容性，至少 ro 年前 寫的程序在現(xiàn)在的機器上還能運行，弊是限制了 CPU性能的提高。 嵌入式操作系統(tǒng)的介紹 Vdrks vxWOrks 操作系統(tǒng)是美國 WindRiver 公司于 1983 年設計開發(fā)的一種實時操作系統(tǒng)。 vxwbrks 擁有良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，在實時操作系統(tǒng)領域內(nèi)占據(jù)了一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術及實時性要求極高的領域中，如衛(wèi)星通信、軍事演習、導彈制導、飛機導航等。在美國的 F 一 1FA 一 18 戰(zhàn)斗機， B 一 2 隱形轟 炸機和愛國者導彈上，甚至連 1997 年 4 月在火星表面登陸的火星探測器上也使用了 vxwbrks。它是目前嵌入式系統(tǒng)領域中使用最廣泛、市場占有率最高的系統(tǒng)。它支持多種處理器，如 x86， 1960， SunSpare， MotorolaMC68000， MIPsRX000， PowerPe， StrongARM， Xseale 等。大多數(shù)的 vxwo 坎 5API 是專用的。 pSOS 是 151 公司研發(fā)的產(chǎn)品。該公司成立于 1980 年，其產(chǎn)品在其成立后不久即被推出，是世界上最早的實時系統(tǒng)之一，也是最早進入中國市場的實時 操作系統(tǒng)。該公司于 2020 年 2 月 16 日與 WindRiver 公司合并。 PSOS 是一個模塊化、高性能、完全可擴展的實時操作系統(tǒng)，專為嵌入式微處理器設計，提供了一個完全多任務環(huán)境，在定制的或是商業(yè)的硬件上可以提供高性能和高可靠性。它包含單處理器支持模塊 (pSOS+)、多處理器支持模塊(psos+m)、文件管理器模塊 (pHILE)、 TCP/IP 通信包 (pNA)、流式通信模塊 (oPEN)、圖形界面、 Java 和 HTTP 等。開發(fā)者可以利用它來實現(xiàn)從簡單的單個獨立設備到復雜的、網(wǎng)絡化的多處理器系統(tǒng)。 3COM 公司的 Palm05 在掌上電腦和 PDA 市場上占有很大的市場份額。它有開放的操作系統(tǒng)應用程序接口，開發(fā)商可以根據(jù)需要自行開發(fā)所需的應用程序。目前共有 3500 多個應用程序可以運行在 PalmPilot 上，其中大部分應用程序均為其他廠商和個人所開發(fā)，使 PalmPilot 的功能不斷增多。在開發(fā)環(huán)境方面，可以在 Windows 和 Maeintosh 下安裝 palmpilotDesktop。 palmPilot 可以與流行的 Pe 平臺上的應用程序進行數(shù)據(jù)交換。 4.、 Vind0WSCE MicrosoftWindowsCE 是從整體上為有限資源的平臺設計的多線程、完整優(yōu)先權、多任務的操作系統(tǒng)。它的模塊化設計允許它對從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設備進行定制。操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核至少需要 ZooKB 的ROM。 Linux 隨著 Linux 的迅速發(fā)展，嵌入式 Linux 現(xiàn)在已經(jīng)有許多的版本，包括強實時的嵌入式 Linux(如新墨西哥工學院的 Rl’ Linux 和堪薩斯大學的 KUR’ 1 飛Llnux 等 )和一般的嵌入式 Linux 版本 (如 uCLinux 和 Po