【正文】 據(jù)業(yè)務(wù)通過(guò) 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。 隨著 GPRS 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，構(gòu)筑在 GPRS網(wǎng)上的遠(yuǎn)程無(wú)線采集系統(tǒng)必將與移動(dòng)通 信技術(shù)的發(fā)展同步，有非常 廣闊的前景。通俗地講， GPRS 是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，方法是以分組的形式傳送數(shù)據(jù)資料。 GPRS 采用與 GSM 同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則，以及同樣的 TDMA 幀結(jié)構(gòu)。 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。 GPRS 的特點(diǎn) 與原有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)相比較， GPRS 在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載和支持上具有非常 明顯的優(yōu)勢(shì)，主要具有以下幾點(diǎn) : (l)接入范圍比較廣。 (2)高速傳輸。 (3)快捷登陸。 (4)永遠(yuǎn)在線。 (5)按流量計(jì)費(fèi)。 (6)切換自如。 GPRS 的工作原理 GPRS 網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)中需增加了節(jié)點(diǎn) GGsN(GatewayGpRsSupportingNode ， GPRS 網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn) ) 和SGSN(ServingGSN， GPRS 服務(wù)支持節(jié)點(diǎn) )， GSN 是 OPRS 網(wǎng)絡(luò)中最重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。 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。 SGSN 的主要作用是記錄移動(dòng)終端的當(dāng)前位置信息，并且在移動(dòng)終端和 GGSN 之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。 GPRS 工作時(shí)，通過(guò)路由管理來(lái)進(jìn)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(gè)方面 : 一是移動(dòng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)的路由建立 。 三是移動(dòng)終端處于漫游時(shí)數(shù)據(jù)路由的建立。 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。在第二種情況中，一個(gè)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶傳送數(shù)據(jù)到移動(dòng)終端時(shí)，首先通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議建立數(shù)據(jù)網(wǎng)和 GGSN 之間的路由。而 GGSN 再 把 PDU 數(shù)據(jù)送給移動(dòng)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(guò) LLC 層處理為L(zhǎng)LC 幀的單元，最終通過(guò)空中接口傳送給移動(dòng)終端。這種情況下的數(shù)據(jù)傳送必須要經(jīng)過(guò)歸屬地的 GGSN，然后送到用戶端。 (l)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域。 (2)智能交通領(lǐng)域。 (3)實(shí)時(shí)信息查詢。 (4)智能家居領(lǐng)域。 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(wú)線監(jiān)控領(lǐng)域的前景是非常廣闊的。通常來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)需要具有實(shí)時(shí)計(jì)算的要求，它一般嵌入在一個(gè)包括了硬件和機(jī)械部件的完整設(shè)備中。由于嵌入式系統(tǒng)是專用于特定的任務(wù)，設(shè)計(jì)工程師可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，減少尺寸和成本，提高可靠性和穩(wěn)定性。在應(yīng)用領(lǐng)域上，嵌入式系統(tǒng)可以應(yīng)用于便攜式設(shè)備，如數(shù)字手表和 MP4 播放器，也可以用于大型固定設(shè)施，像交通燈，工廠控制器，或系統(tǒng)控制核電廠。 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。目前，國(guó)內(nèi)普遍采用下列描述來(lái)定義嵌入式系統(tǒng) :嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟，硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能，可靠性，成本，體積，功 耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。更詳細(xì)的說(shuō)，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(chǔ)器及外設(shè)器件和 I/O 端口、圖形控制器等。主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)，以及相應(yīng)的應(yīng)用程序等四部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 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。 較長(zhǎng)的生命周期 嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，具有較長(zhǎng)的生命周期。 嵌入式系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 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。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為，而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。 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)。由于 ARM 處理器消耗功率小，而在移動(dòng)電子中，低功耗是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此， ARM 在移動(dòng)電子產(chǎn)品市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。 ARM 處理器目前廣泛使用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括 PDA，移動(dòng)電話， iPod 和其他數(shù)字媒體和音樂(lè)播放器，手持游戲機(jī)，計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備，如硬盤驅(qū)動(dòng)器和路由器等。早期的 MIPS 架構(gòu)是 32 位，而 更高版本是 64 位。到 2020 年底，它還在許多的 SGI 的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品中使用。 PowerPC 架構(gòu)的特點(diǎn)是可伸縮性好，方便靈活。目前 PowerPC 獨(dú)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(jià)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。 X86 系列處理器是應(yīng)用最廣泛的微處理器，它起源于 hitel 架構(gòu)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。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。 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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)了一席之地。在美國(guó)的 F 一 1FA 一 18 戰(zhàn)斗機(jī)， B 一 2 隱形轟 炸機(jī)和愛國(guó)者導(dǎo)彈上，甚至連 1997 年 4 月在火星表面登陸的火星探測(cè)器上也使用了 vxwbrks。它支持多種處理器，如 x86， 1960， SunSpare， MotorolaMC68000， MIPsRX000， PowerPe， StrongARM， Xseale 等。 pSOS 是 151 公司研發(fā)的產(chǎn)品。該公司于 2020 年 2 月 16 日與 WindRiver 公司合并。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。 3COM 公司的 Palm05 在掌上電腦和 PDA 市場(chǎng)上占有很大的市場(chǎng)份額。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。 palmPilot 可以與流行的 Pe 平臺(tái)上的應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它的模塊化設(shè)計(jì)允許它對(duì)從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進(jìn)行定制。 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(qiáng)實(shí)時(shí)的嵌入式 Linux(如新墨西哥工學(xué)院的 Rl’ Linux 和堪薩斯大學(xué)的 KUR’ 1 飛Llnux 等 )和一般的嵌入式 Linux 版本 (如 uCLinux 和 PoeketLinux 等 )。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。它專為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。這樣的設(shè)計(jì)方 法，可以充分利用現(xiàn)有的軟硬件資源，縮短系統(tǒng)開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高系統(tǒng)性能，避免由于獨(dú)立設(shè)計(jì)軟硬件體系結(jié)構(gòu)而帶來(lái)的弊端。系統(tǒng)描述是用一種或多種系統(tǒng)級(jí)描述語(yǔ)言對(duì)所要設(shè)計(jì)的嵌入式系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)行全面的描述，建立系統(tǒng)的軟硬件模型的過(guò)程。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(lái)實(shí)現(xiàn)，哪些系統(tǒng)功能由軟件模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)映射是根據(jù)系統(tǒng)描述和軟硬件任務(wù)劃分的結(jié)果，選擇系統(tǒng)的軟硬件模塊以及其接口的具體實(shí)現(xiàn)方法，并將其集成，最終確定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。 仿真驗(yàn)證是檢驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確性的過(guò)程。在系統(tǒng)仿真驗(yàn)證的過(guò)程中，模擬的工作環(huán)境和實(shí)際使用時(shí)差異很大，軟硬件之間的相互作用方式及作用效果也就不同，這也使得難以保證系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境下工作的可靠性。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。設(shè)計(jì)結(jié)果經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證后，可按系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行系統(tǒng)制作，即按照前述工作的要求設(shè)計(jì)硬件軟件，并使它們能夠協(xié)調(diào)一致地工作，制作完成后即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。目前大量的 1 32 位嵌入式微處理器應(yīng)用在工業(yè)過(guò)程控制、數(shù)控機(jī)床、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)、石油化工和消費(fèi)電子等領(lǐng)域，顯著提高了這些技術(shù)領(lǐng)域的自動(dòng)化和智能化程度。 嵌入式系統(tǒng)在航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，比如在美國(guó)宇航局的“基地登陸者”號(hào)。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，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。例如，美國(guó)戰(zhàn)略核武器民兵 (MinuteMan)系列導(dǎo)彈的導(dǎo)航系統(tǒng)就采用了先進(jìn)的嵌入式系統(tǒng)。超過(guò) 85%的無(wú)線設(shè)備 (手機(jī)等 )都采用了 ARM 技術(shù)，在向 3G 升 級(jí)的過(guò)程中， ARM 也地位穩(wěn)固。 2)藍(lán)牙技術(shù)。 3)互聯(lián)網(wǎng)。 4)消費(fèi)電子。 ARM 技術(shù)在數(shù)字音頻播放器、數(shù)字機(jī)頂盒和游戲機(jī)等應(yīng)用廣泛。汽車上使用的 ARM 正在進(jìn)行設(shè)計(jì)中，包括駕駛、安全和車載娛樂(lè)等各種功能在內(nèi)的設(shè)備有可能采用 5~6 個(gè) ARM 處理器統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。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(wèn)世。包括 ARM 技術(shù)的相機(jī)和打印機(jī)。在 GsM 和 3G 手機(jī)中的 32 位 sIM 智能卡。首先，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)水平的提升，要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供技術(shù)水平更高的嵌入式硬件，還要提供功能更加強(qiáng)大的硬件開發(fā)工具和軟件包。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。而為了便于開發(fā)，還應(yīng)提供更加友好的多媒體人機(jī)界面等?；谇度胧较到y(tǒng)的特色和優(yōu)勢(shì)，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，已成為當(dāng)今最熱 門的技術(shù)之一。 該系統(tǒng)終端采用 ARM 處理器，通過(guò)控制 GPRS 模塊，連接到移動(dòng)公司的GPRS 網(wǎng)絡(luò)，再連接到遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸功能。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 。JTAG 接口用于仿真調(diào)試程序 。 系統(tǒng)的 CPU采用的是 samsung 公司的一款 ARM92oTs3c2440 芯片，采用五級(jí)流水線和哈佛結(jié)構(gòu)，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，配有全性能的 MMU、數(shù)據(jù)Cache 和高速的 AMBA 總線接口 。SDRAM 采用了兩片 16M 的 HY57V561620FTP 一 H，較大的容量保證了數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的高效運(yùn)行。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。 ARM920T 有兩個(gè)協(xié)處理器 :CP14 和 CP15， CP14 用于調(diào)試控制器， CP15 用于存儲(chǔ)系統(tǒng)控制以及測(cè)試控制。 SDRAM 控制器和外部存儲(chǔ)器接口 。 4 個(gè)通道的 DMA。 8 通道的 10 位 ADC。 ns 音頻接口 。 1 個(gè) nC 總線接口和 2 個(gè) SPI 接口 。 看門狗定時(shí)器和 RTC 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 。 8 通道 10 位 //D 控制器。Banko 至 Banks 的開始地址是固定的，用于 ROM 或者 SRAM。 Bank7 的開始地址是 Bank6 的結(jié)束地址，靈活可變。53C2410 采用 Ngcs[7:0]8 個(gè)通用片選信號(hào)選擇這些組 。 系統(tǒng)采用 NandFlash 與 SDRAM 相結(jié)合，可以獲得較高的性價(jià)比。 OM[l:0]=01 時(shí)，處理器從 16 位寬的 RoM 啟 。 用戶可以將引導(dǎo)代碼和操作系統(tǒng)鏡像存放在外部的 NandFlash 中，并從NandFlash 啟動(dòng)，當(dāng)處理器在這種模式下復(fù)位時(shí)，內(nèi)置的 NandFlash 將訪問(wèn)控制接口，并將代碼自動(dòng)加載到內(nèi)部 SDRAM 中并運(yùn)行。啟動(dòng)完畢之后， 4KB 的啟動(dòng) SRAM 就可以用于其他用途。 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 。 VDOQ 等于 。 主要模塊的設(shè)計(jì) 電源模塊 電源部分是電路設(shè)計(jì)中主要的一環(huán)，電源部分設(shè)計(jì)的好壞，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)能否正常工作，本系統(tǒng)中所涉及的芯片眾多，集成