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嵌入式系統(tǒng)智能手機(PDA)設(shè)計方案

作者: 時間:2011-07-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

一、前言

隨著手持通信設(shè)備市場的快速發(fā)展,手機的功能逐漸增多?,F(xiàn)在手機已經(jīng)不只是用于語音通信的手持設(shè)備,而成為集成了短信、彩信、上網(wǎng)以及移動辦公等附加功能的通信平臺。

集成了這些功能的手機被稱為智能手機。近年,處理器的運行速度和功能都有了很大的提高,使得許多以前只能在PC上實現(xiàn)的應(yīng)用,現(xiàn)在都可以在手持設(shè)備上實現(xiàn)。目前,市面上的智能手機主要采用Microsoft公司的Pocket PC、Palm OS等商用操作系統(tǒng),但這些操作系統(tǒng)開放的程序不夠高,限制了許多第三方應(yīng)用軟件的移植。為使智能手機能夠為第三方應(yīng)用軟件提供一個更為開放的平臺,本人對智能手機系統(tǒng)做了比較深入的研究,提出一種以Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)、Motorola的MX1作為微處理器、以Wavecom的Q2403A作為射頻模塊的智能手機系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

二、智能手機()簡介

是Personal Digital Assistant的縮寫,字面意思是“個人數(shù)字助理”。這種手持設(shè)備集中了計算,電話,傳真,和網(wǎng)絡(luò)等多種功能。它不僅可用來管理個人信息(如通訊錄,計劃等),更重要的是可以上網(wǎng)瀏覽,收發(fā)Email,可以發(fā)傳真,甚至還可以當(dāng)作手機來用。尤為重要的是,這些功能都可以通過無線方式實現(xiàn)。當(dāng)然,并不是任何都具備以上所有功能;即使具備,也可能由于缺乏相應(yīng)的服務(wù)而不能實現(xiàn)。但可以預(yù)見,PDA發(fā)展的趨勢和潮流就是計算、通信、網(wǎng)絡(luò)、存儲、娛樂、電子商務(wù)等多功能的融合。

PDA一般都不配備鍵盤,而用手寫輸入或語音輸入。PDA所使用操作系統(tǒng)主要有 Palm OS,Windows CE和EPOC。

三、個人PDA需求分析

作為3C融合到一個終端典范的智能手機,除了實現(xiàn)通訊功能外,還可以實現(xiàn)很多計算機和消費電子產(chǎn)品的功能,而且體積小,具有便攜性和多功能性的雙重優(yōu)勢,通過安裝應(yīng)用軟件后,能隨時隨地的滿足不同消費者的差異化需求,因而具有其他產(chǎn)品不可替代的獨特優(yōu)勢。

IC技術(shù)的進步為智能手機的研發(fā)實現(xiàn)提供了可能,為了縮短產(chǎn)品設(shè)計周期而存在先進SOC設(shè)計理念,65nm乃至更窄線寬制程技術(shù),BGA、CSP、MCP和SI先進封裝技術(shù)和理念都為智能手機的技術(shù)進步、功能實現(xiàn)和性能提升提供了強有利的支撐。

3G即將啟動,帶寬的顯著提升,為智能手機的許多新功能流暢實現(xiàn)、性能提升提供了強有力的保證。如擁有DMB(數(shù)字多媒體廣播)功能的智能手機在2G和2.5G上很難實施,即使實施,效果也會差很多,畫面清晰度、播放流暢性都令人質(zhì)疑,而這一切在3 G網(wǎng)上都不是問題。

智能手機正面臨著前所未有的發(fā)展機會和便利,隨著消費者認知程度的提高和使用習(xí)慣的養(yǎng)成,智能手機在整個手機市場銷售份額將顯著提升,未來5年內(nèi),將會從目前的6%左右提升到20%以上,伴隨而來的將是智能手機產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的巨大商業(yè)機會。

四、智能手機(PDA)系統(tǒng)的硬件設(shè)計

主要參數(shù):

CPU: ARM920T 200MHz(Motorola MC9328MXL);

顯示: AU 3.5" Reflective TFT LCD with LED front light 65,536色;

ROM: 32MB Flash;

RAM: 64MB SDRAM;

音效: 內(nèi)置單聲道麥克風(fēng)、內(nèi)置單聲道揚聲器、立體聲耳機插口;

觸屏:電阻式觸摸屏;

SD/MMC: 1個SD卡插槽,MMC Ver3, 1.0標(biāo)準(zhǔn)SDMC;

USB: USB 2.0主,從口;

紅外:IrDA, 115Kpbs;

串口:RS-232口;

LED: 紅(在充電指示)、綠(軟件運行或電池故障指示)

電源管理:Full featured - Sipports Run, Idle and Sleep modes

復(fù)位:設(shè)置復(fù)位開關(guān);

電池:3.7V鋰離子電池

物理尺寸:主板尺寸為65x53x5.5mm

電源適配器:5V直流;

外部連接器:Possible integration、CF卡、Sensor、Bluetooth、SIM Card、其他

智能手機系統(tǒng)的硬件設(shè)計如圖1所示。該設(shè)計采用Motora公司的MX1(MC9328)高性能的32位微處理器、Wavecom公司的Q2403A無線收發(fā)模塊等實現(xiàn)智能手機的GSM通話、GPRS上網(wǎng)及其它PDA應(yīng)用等功能。

1 微處理器

MC928MX1(以下簡稱MX1)是摩托羅拉公司基于ARM核心的第一款MCU,主要面向高端嵌入式應(yīng)用。內(nèi)部采用ARM920T內(nèi)核,并集成了SDRAM/Flash、觸摸式LCD、USB、藍牙(bluetooth)、多媒體閃存卡(MMC)、CMOS攝像頭等控制器。關(guān)于MX1的詳細資料,感興趣的讀者可以參考http://www.motorola.com.cn/semiconductors/。作為應(yīng)用開發(fā)的最小系統(tǒng)必須包括RAM(程序運行空間)、Flash(存放目標(biāo)代碼)和串行接口(用于調(diào)試和下載程序)。MX1提供了6個片選端(CS0~CS5),內(nèi)置了SDRAM控制器,數(shù)據(jù)寬度32位。在本系統(tǒng)中采用了2片8M×16位的SDRAM和2片4M×16位的同步Flash存儲器,分別接入數(shù)據(jù)線的低16位和高16位。

2 存儲器系統(tǒng)

存儲器的物理實質(zhì)是一組或多組具備數(shù)據(jù)輸入輸出和數(shù)據(jù)存儲功能的集成電路,用于充當(dāng)設(shè)備緩存或保存固定的程序及數(shù)據(jù)。存儲器按存儲信息的功能可分為只讀存儲器ROM(Read Only Memory)和隨機存儲器RAM(Random Access Memory)。嵌入式系統(tǒng)中的固態(tài)存儲一般不用E2PROM,而用Flash存儲器。

下圖為存儲器系統(tǒng)的組成:

點擊看大圖

下圖為Flash存儲器部分的原理圖:

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linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

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