【正文】 n接口連接 HPNA 設(shè)備或者其他支持 Mn接口的收發(fā)器，并支持 8 位、 16 位、 32 位的接口來適應(yīng)不同的微處理器對(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)器的訪問。簡(jiǎn)單的硬件連線圖，如下圖 所示。 nTRST:測(cè)試復(fù)位，低電平有效。 Linux 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境的搭建 嵌入式 Linux 系統(tǒng)的開發(fā)是在交叉編譯環(huán)境下進(jìn)行的，因此搭建 Linux 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境是系統(tǒng)開發(fā)的第一步工作，也是必備的一步。gce用來生成交叉編譯器的，主要生成 armlinuxgcc 交叉編譯工具，應(yīng)該說生成此工具之后就已經(jīng)搭建起了交叉編譯環(huán)境，可以編譯 Limix 內(nèi)核了，但是由于沒有提供標(biāo)準(zhǔn)用戶函數(shù)，用戶程序還是無法編譯 。 mm:內(nèi)存管理代碼 。 4. make xconfig 只用于 XWindow 下的配置，將配置選項(xiàng)以圖形菜單的形式顯示出來。 鍵入 make menuconfig 之后，出現(xiàn)圖這個(gè)配置的主界面。不需要的功能就不用選 。 配置完成之后，其他沒有提到的地方使用默認(rèn)的選項(xiàng)，然后保存退出 。 Busybox 在設(shè)計(jì)上就考慮到了硬件資源受限的特殊環(huán)境。 make menuconfig。以上用 busybox 創(chuàng)建了文件系統(tǒng)的內(nèi)容，下面要?jiǎng)?chuàng)建 cramfs文件系統(tǒng)鏡像文件。 GPRS 無線通信的大致流程如下 : (1)物理過程。選擇 TCP 作為傳輸層協(xié)議，為數(shù)據(jù)傳輸提供面向連接的可靠服務(wù)。 與其他字符設(shè)備一樣，串口設(shè)備文件 (如 /dev/tts/0)可以接收典型的文件操作系統(tǒng)調(diào)用，包括 open、 read、 write、 close 等。 通過串口終端設(shè)置串口通信的波特率、工作模式等狀態(tài)，這里需要調(diào)用頭文件 : include 最基本的串口設(shè)置包括波特率的設(shè)置、校驗(yàn)位和停止位的設(shè)置，主要是設(shè)置struct termios 結(jié)構(gòu)體的各個(gè)成員值。 Tegetchattr(fd， amp。=~PAREND amp。=~OPOST。對(duì)于 內(nèi)核，可以在 Networking 菜單下，選擇添加對(duì)串口終端 PPP。 GPRS 撥號(hào)的實(shí)現(xiàn) PPP(Pointto PoiniProtocol，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議 )是在直接連接的串口鏈路上創(chuàng)建和運(yùn)行 Ip(Inter Protoeol，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 )或者其他協(xié)議的一種機(jī)制。OPt)。 Cfsetospeed(amp。 //控制模式標(biāo)志 Unsigned short c_lflag。 } 。下面較為詳細(xì)的介紹串口的設(shè)置以及相應(yīng)的操作。 PPP協(xié)議將原始的 GPRS物理層連接改造成無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，系統(tǒng)將遠(yuǎn)程登錄 Inte，并得到 GPRS 網(wǎng)關(guān)分配的 lP 地址。至此就完成了嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)的制作。其中 PREFIX 用于指定安裝目錄，如果不設(shè)置該選項(xiàng)，則默認(rèn)在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建 install 目錄。下面使用 busybox 構(gòu)建 cramfs 文件系統(tǒng)的過程。在嵌入式系統(tǒng)中常見的文件系統(tǒng)有 cramfs、 romfs、 jffs、 yaffs 等，本設(shè)計(jì)中采用了 cramfs 文件系統(tǒng)。 Automatic kernel module loading 讓內(nèi)核通過運(yùn)行 modprobe 來自動(dòng)加載所需要的模塊，比如可以自動(dòng)解決模塊的依賴關(guān)系。后者則多一項(xiàng)選擇，即可以編 譯成模塊。 makexconfig 使用鼠標(biāo)選擇對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)， makemenuconfig 使用空格選擇相應(yīng)的選項(xiàng)。配置完成后，將配置結(jié)果保存在 .config 文件中。 (4)解壓源碼 : tar 一 xvfLimix 一 命令解釋 :執(zhí)行這句之后將完整的內(nèi)核代碼解壓縮到當(dāng)前目錄下。然后想辦法下載到目標(biāo)板的 RAM 上讓其運(yùn)行。 小結(jié) 本章節(jié)主要介紹了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分，先表述了系統(tǒng)的整體方案，以 及 ARM9S3C2440 芯片的簡(jiǎn)單介紹，下來分別對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部分的模塊設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的論述，主要包括有電源模塊的設(shè)計(jì)、 SDRAM 模塊的設(shè)計(jì)、 FLASH模塊的設(shè)計(jì)、 UART 通信模塊的設(shè)計(jì)、 JTAG 接口的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)， GPRS模塊的電路設(shè)計(jì)等等， 本設(shè)計(jì)的硬件實(shí)物如下圖 所示。 TMS:測(cè)試模式選擇，控制工 AP 狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換，設(shè)置 JTAG 口處于某種特定的測(cè)試模式。網(wǎng)絡(luò)模塊的電路原理圖如下圖 所示。因?yàn)?53C2440 的 TTL 輸出電平為 +，因而需要用 MAX3232 芯片將輸出電平轉(zhuǎn) 至供 PC 機(jī) COMI 口的RS232 電平 (1:+5~+1 0:5~15)。 8 位 I/O 端口采用地址、數(shù)據(jù)和命令復(fù)用 的方式，這樣既減少了引腳數(shù)，也可以使得接口電路簡(jiǎn)捷?？刂菩盘?hào)主要有 :CS(片選信號(hào) )， SCKE(時(shí)鐘使能信號(hào) )，CAS、 RAS、 WE(讀寫控制命令字 )， DQM(輸入、輸出使能信號(hào) )，通過 CAS、RAS、 WE 的各種邏輯組合，可以產(chǎn)生各種控制字。 SDRAM 的設(shè)計(jì) SDRAM 具有高速、大容量等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有同步接口的高速動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，它的同步接口和內(nèi)部流水線結(jié)構(gòu)允許存儲(chǔ)外部高速數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速度可以和 ARM 的時(shí)鐘頻率同步，主要用作程序的運(yùn)行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。 53C2440 對(duì)于片內(nèi)的各個(gè)部件采用了獨(dú)立的電源供電方式 : 內(nèi) 核采用 供電 。 系統(tǒng)采用 NandFlash 與 SDRAM 相結(jié)合，可以獲得較高的性價(jià)比。 8 通道 10 位 //D 控制器。 8 通道的 10 位 ADC。運(yùn)行的頻率可達(dá)到400MHz， ARM92OT 核由 ARM92OTDMI、存儲(chǔ)管理單元 (MMU)和高速緩存三部分組成。串口通訊模塊用于調(diào)試系統(tǒng)，及與終端設(shè)備進(jìn)行通信 。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，新一代的嵌入式系統(tǒng)芯片已經(jīng)開始內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)接口，且不僅支持 TCP/IP 協(xié)議，還支持 IEEEI39 USB、 CAN、藍(lán)牙或 lrDA 通信接口中的一種或幾種，同時(shí)還提供相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。采用 ARM 技術(shù)的存儲(chǔ)產(chǎn)品包括硬盤系列、微型閃存卡和可讀寫光盤等，已經(jīng)投入生產(chǎn)，并且將會(huì)有更加先進(jìn)的產(chǎn)品問世。 3)互聯(lián)網(wǎng)。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以來，隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展及其在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，武器裝備在軍事斗爭(zhēng)和軍隊(duì)建設(shè)中的作用日益突出。但是選擇好的仿真驗(yàn)證環(huán)境對(duì)于系統(tǒng)的開發(fā)驗(yàn)證往往能起到事半功倍的效果。軟硬件功能分配就是要確定哪些系統(tǒng)功能由硬件模塊來實(shí)現(xiàn)，哪些系統(tǒng)功能由軟件模塊來實(shí)現(xiàn)。另一種常用的嵌入式 Linux 是 uCLimix，它是針對(duì)沒有 MMU的處理器而設(shè)計(jì)的。目前共有 3500 多個(gè)應(yīng)用程序可以運(yùn)行在 PalmPilot 上，其中大部分應(yīng)用程序均為其他廠商和個(gè)人所開發(fā)，使 PalmPilot 的功能不斷增多。 pSOS 是 151 公司研發(fā)的產(chǎn)品。今天的 Pentium 和當(dāng)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(jī)器上還能運(yùn)行，弊是限制了 CPU性能的提高。到 2020 年底，它還在許多的 SGI 的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品中使用。 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(hào)的芯片，比如 : ARM 是一個(gè)由 ARM 公司開發(fā)的犯位精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī) (RISC)指令集架構(gòu) (IsA)，它的全稱為高級(jí)精簡(jiǎn)指令集機(jī)器 (AdvaneedRlseMachine)。 嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與其它行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物，因此，嵌入式系統(tǒng)必然是一個(gè)技術(shù)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。 由于應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，使得嵌入式系統(tǒng)難于明確定義。 小結(jié) 本章為您簡(jiǎn)要介紹了 GPRS 的概念、特點(diǎn)、工作原理、及其應(yīng)用領(lǐng)域，基于GPRS 自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)， GPRS 應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，無線監(jiān)控領(lǐng)域的前景是非常廣闊的。 (l)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域。 GGSN 把收到的消息進(jìn)行解裝處理，轉(zhuǎn)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。 GSN 可以完成移動(dòng)終端和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳送和格式轉(zhuǎn)換， GSN 可以是一種類似于路由器的獨(dú)立設(shè)備，也可以與 GSM 中的MSC 集成在一起。 (4)永遠(yuǎn)在線。 GPRS 允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。這類方式主要是利用 GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過 hitemct 進(jìn)行通信， CPRS 技術(shù)傳輸速度快，永遠(yuǎn)在線，用 GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，安全可靠，既避免了開發(fā)新的頻率資源，又開辟了遠(yuǎn)程監(jiān)控 的新領(lǐng)域。 2)、有線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集的方式 有線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程采集是現(xiàn) 代遠(yuǎn)程采集的模式，是將現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)采樣點(diǎn)通過通信線連成網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)通信方式的不同，可以有光纖網(wǎng)、以太網(wǎng)等，這種方式也是現(xiàn)在使用的較多的一種方式。硬件設(shè)計(jì)部分采用三星公司的 ARM9s3C2440 處理器，設(shè)計(jì)了相關(guān)的外圍電路， GPRS 部分采用成都無線龍公司的 GPRS 模塊來作為 無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接入平臺(tái)。摘要 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集技術(shù)的出現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信信息技術(shù)相結(jié)合的必然結(jié)果。軟件部分采用嵌入式 Linux 作為它的操作系統(tǒng)，移植了 PPP 協(xié)議作為數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件的開發(fā)，編寫了用于數(shù)據(jù)通訊的軟件程序，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和傳輸功能。其顯著特點(diǎn)是用現(xiàn)場(chǎng)的采樣設(shè)備將各種傳感器獲取的信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字號(hào)，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心。該系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，通信速度快，通信誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 。用戶可以隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系， 即使網(wǎng)絡(luò)中沒有數(shù)據(jù)的傳輸，終端還會(huì)一直與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，這將使訪問服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單快捷。 GSN 有兩種類型 :一種為 SGSN(Serving GSN，服務(wù) GSN)，另一種為 GGSN(Gateway GSN，網(wǎng)關(guān) GSN)。為了提高傳輸效率，并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩梢詫?duì)空中接口上的數(shù)據(jù)做壓縮處理和加密處理。如 :電力、水利、石油、燃?xì)狻h(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(yuǎn)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(gè)系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。 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(gè)具有特殊目的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，旨在完成一個(gè)或幾個(gè)專門的功能。目前，業(yè)界有多種不同的關(guān)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(jī)器和車間運(yùn)行的設(shè)備”原文為devieesusedtoeontrol， monitor,orassisttheoPerationofequipment， machine 理 orPlants). : 不過， IEEE 的定義并不能反應(yīng)出嵌入式系統(tǒng)最本質(zhì)的特征。 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(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對(duì)處理器的選擇更具有競(jìng)爭(zhēng)力。 ARM 架構(gòu)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。在 1990 年代中期至后期，據(jù)估計(jì)，三分之一的 RlsC 微處理器使用了 MIPS 內(nèi)核。 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(shè)計(jì)開發(fā)的一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。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(shí)時(shí)系統(tǒng)之一，也是最早進(jìn)入中國市場(chǎng)的實(shí)時(shí) 操作系統(tǒng)。在開發(fā)環(huán)境方面，可以在 Windows 和 Maeintosh 下安裝 palmpilotDesktop。它不能使用處理器的虛擬內(nèi)存管理技術(shù)，對(duì)內(nèi)存的訪問是直接的，所有程序中訪問的地址都是實(shí)際的物理地址。硬件一般能夠提供更好的性能，而軟件更容易 開發(fā)和修改，成本相對(duì)較低。 軟硬件綜合實(shí)現(xiàn)就是軟件、硬件系統(tǒng)的具體制作。各國在新軍事變革中發(fā)展武器裝備的一個(gè)明顯共性是，利用現(xiàn)有信息技術(shù)的發(fā)展成果對(duì)現(xiàn)有的武器裝備進(jìn)行改造，最終實(shí)現(xiàn)武器裝備的智能化，作戰(zhàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。隨著寬帶接入市場(chǎng)的成長，采用 ARM 技術(shù)的 ADsL芯片組正在獲得 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 7)成像。最后，功耗和成本的進(jìn)一步降低是嵌入式系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢(shì)之一，這就要求其操作系統(tǒng)在可以支撐應(yīng)用需求的條件下能進(jìn)一步精簡(jiǎn)系統(tǒng)的內(nèi)核。LCD 液晶顯示屏用于顯示系統(tǒng)信息和相關(guān)的狀態(tài) 。其中 MMU可以管理虛擬內(nèi)存，高速緩存由獨(dú)立的 16KB地址和 16KB數(shù)據(jù)高速 cache 組成。 4 線電阻式觸摸屏接口 。 53C2440 將系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間分為 8 組 (Bank)，每組的