基于ARM的嵌入式車載GPS定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的軟件平臺(tái)的搭建其實(shí)就是嵌入式linux操作系統(tǒng)的移植移植工作，主要包括4步：建立交叉編譯環(huán)境，移植引導(dǎo)程序，編譯內(nèi)核，生成根文件系統(tǒng)。

　　交叉編譯工具主要由gcc,binutils和glibc這幾部分組成。由于重新建立一個(gè)交叉編譯工具鏈比較復(fù)雜也沒有任何意義，所以本文使用已經(jīng)做好的工具鏈。因此建立交叉編譯環(huán)境的過程實(shí)際就是對(duì)工具包c(diǎn)ross-3.3.2.tar.bz2解包的過程。

　　本文移植的Bootloader是韓國Mizi公司開發(fā)的vivi.首先在根目錄下創(chuàng)建一個(gè)armsys2410目錄，對(duì)vivi_armsys.tgz執(zhí)行解壓命令。解壓完成后進(jìn)人vivi_armsys.執(zhí)行命令makememmonfig,然后選擇"Load on Alternate Configuration File"菜單，再寫入arch/def-co-igs/smdk2410,進(jìn)行vivi的裁剪。執(zhí)行make命令進(jìn)行編譯，在vivi_armsys目錄下生成vivi二進(jìn)制文件。最后將其燒寫到Flash.

　　內(nèi)核的編譯通過命令make menueorffig進(jìn)行內(nèi)核的配置；通過命令make dep建立依賴關(guān)系；通過命令make zlmage建立內(nèi)核。得到Linux內(nèi)核壓縮映像zhnage.最后通過vivi命令提示模式下使用下載命令，將壓縮映像文件zlmge裝載到flash存儲(chǔ)器中。

　　Linux支持多種文件系統(tǒng)。cramfs是Linus Torvalds撰寫的只具備最基本特性的文件系統(tǒng)。本文使用mkcramfs工具對(duì)主機(jī)里已有cramfs文件系統(tǒng)進(jìn)行制作和壓縮。最后也要燒寫到flash的相應(yīng)部分。

　　3 GPS模塊驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)

　　Linux將設(shè)備分為最基本的兩大類，字符設(shè)備和塊設(shè)備。字符設(shè)備是單個(gè)字節(jié)為單位進(jìn)行順序讀寫操作，通常不使用緩沖技術(shù)；而塊設(shè)備則是以固定大小的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行存儲(chǔ)和讀的。

　　GPS模塊驅(qū)動(dòng)程序是在UART驅(qū)動(dòng)程序的基礎(chǔ)上加入對(duì)GPS模塊初始化和對(duì)GPS模塊輸出數(shù)據(jù)處理的部分，構(gòu)建一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)模塊，在導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)實(shí)時(shí)導(dǎo)航工作模式時(shí)掛接到系統(tǒng)內(nèi)核中，實(shí)現(xiàn)GPS功能。

　　3.1 初始化/清除模塊

　　在初始化程序段中要完成對(duì)GPS設(shè)備的注冊(cè)，設(shè)備節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建和對(duì)串口相關(guān)寄存器的初始化。部分代碼如下：

　　3.2 兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

　　模塊驅(qū)動(dòng)的最終目的就是取得GPS信息，因此規(guī)范GPS數(shù)據(jù)是對(duì)數(shù)據(jù)傳遞的可靠性和速率都是有益的。

　　struct GPS_DATA{

　　unsigned int hour;//小時(shí)，24小時(shí)制

　　unsigned int minute;//分

　　unsigned long Second;//秒，精度小數(shù)點(diǎn)后三位

　　unsigned long latitude;//緯度

　　unsigned char southornorth;//緯度屬于南北的標(biāo)志碼

　　unsigned long longitude;//經(jīng)度

　　unsigned char eastorwest;//經(jīng)度屬于東西的標(biāo)志碼

　　};//其中包括了在導(dǎo)航系統(tǒng)中所需的幾個(gè)重要數(shù)據(jù)。

　　另外還有對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊文件操作結(jié)構(gòu)的定義。即：

　　static struct file_operations gps_fops={ead:gps_read,

　　rite:gps_write,

　　octl:gps_ioctl,

　　open:gps_open,

　　elease:gps_release,

　　};//定義了設(shè)備操作映射函數(shù)結(jié)構(gòu)。

3.3 驅(qū)動(dòng)程序的模塊操作

　　在導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入GPS導(dǎo)航模式時(shí)，系統(tǒng)首先是將GPS模塊注冊(cè)到操作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)初始化過程，再通過gps_open函數(shù)打開設(shè)備，此過程中完成對(duì)中斷、緩沖區(qū)以及定時(shí)器等資源的申請(qǐng)，為GPS數(shù)據(jù)讀取做準(zhǔn)備。通過gps_write（）向模塊寫命令字來是自主地選擇工作模式，gps_ioctl（）則是選擇串口傳輸模式，使之與GPS模塊傳輸模式相匹配。之后的應(yīng)用程序?qū)?chuàng)立一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程為進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)的讀取gps_read（），該進(jìn)程沒有數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)程會(huì)一直處于睡眠等待數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)來，進(jìn)入中斷處理模塊，完成數(shù)據(jù)的分析，生成GPS_DATA數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，供導(dǎo)航使用。這個(gè)進(jìn)程是隨著導(dǎo)航模式的切換而終止的，此時(shí)除了關(guān)閉進(jìn)程外，還需要用gps_release（）釋放申請(qǐng)的所有資源，并關(guān)閉設(shè)備。