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[導讀]基于S3C2410的智能移動業(yè)務終端設計

1 引 言

近年來,移動通信在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展,數(shù)字化和網(wǎng)絡化已成為不可逆轉的趨勢。在我國信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展過程中,移動通信業(yè)的迅猛增長起到重要的推動作用,而且成為國民經(jīng)濟的強勁增長點。

移動通信運營商在用戶數(shù)量和運營收入飛速增長的同時,也面臨著眾多的新問題。目前移動運營商進行擴張面臨的一個重要問題是:移動運營商可以在城市的商業(yè)區(qū)開設規(guī)模較大、具備多種演示設備、起到很好宣傳作用的旗艦店;也可以在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)和城市的遠郊區(qū)開設規(guī)模較小、具備全部服務功能的普通營業(yè)廳;但是在偏遠的農(nóng)村等廣大區(qū)域,開設營業(yè)廳面臨著人力物力的投入,加大成本,不便于管理等很多困難。另一個重要的問題是:現(xiàn)階段移動運營商的手機號碼管理方式是根據(jù)營業(yè)網(wǎng)點的業(yè)務數(shù)量(即放出號碼數(shù)量),將已經(jīng)燒錄好的SIM卡或虛擬號碼放置在各個營業(yè)網(wǎng)點?;玖鞒淌强蛻粼谝粋€營業(yè)網(wǎng)點選擇喜歡的號碼,辦理開戶業(yè)務,獲得SIM卡,然后使用。這樣的管理方式有很多弊端,用戶不能很好地選擇自己喜歡的號碼,同樣各個營業(yè)網(wǎng)點也存在號碼管理分配混亂(例如有的營業(yè)網(wǎng)點占有大量號碼,而其他的營業(yè)網(wǎng)點沒有號碼),沒有實現(xiàn)資源最大化利用的問題。

本文根據(jù)這一新的需求,提出一種智能移動業(yè)務終端設計方案,結合移動通信運營商定制的業(yè)務功能,可以很好地解決這些問題。

2 終端硬件設計

2.1 功能分析

現(xiàn)在的智能終端都具有強大的通信功能、日常工作輔助功能和多媒體娛樂功能。這里設計開發(fā)的智能移動業(yè)務終端系統(tǒng)除了滿足普通智能終端的功能之外,還要具備如下的定制功能:

(1)繳費功能。包括短信充值、繳納分攤預存和專項月租、賬戶管理和打印繳費憑證等。

(2)選號功能。包括所有號碼選取和分HLR選取號碼。

(3)開戶功能。開戶成功后,可以打印開戶的憑證;如果是空卡,可以遠程寫卡。

(4)SIM卡的燒錄功能。村級代理營業(yè)網(wǎng)點可利用專用終端RPS讀寫卡器,完成SIM卡的讀寫,實現(xiàn)卡號分離。

(5)票據(jù)打印功能。內(nèi)置小型的熱敏打印設備或者針式打印設備,可以打印相應票據(jù)。

2.2 硬件平臺選取

智能移動終端系統(tǒng)的架構主要分為3類:

(1)既處理通信協(xié)議又實現(xiàn)應用功能的單一高性能內(nèi)核處理器系統(tǒng)架構;

(2)基帶處理器加應用處理器的系統(tǒng)架構;

(3)采用多個不同的處理器內(nèi)核的系統(tǒng)架構。

采用基帶處理器加應用處理器的系統(tǒng)架構,應用處理器選用Samsung的S3C2410,GSM/GPRS處理器選用華為的GTM900。

2.3 硬件系統(tǒng)結構

本文設計的移動數(shù)字業(yè)務終端是一個嵌入式系統(tǒng),主要分為通信子系統(tǒng)和多媒體應用子系統(tǒng)2部分,如圖1所示。

2.4 模塊設計

業(yè)務終端主要由應用處理器、GSM/GPRS模塊、LCD模塊、音頻編解碼模塊、電源管理模塊、打印機模塊、外圍擴展接口等組成。

應用處理器S3C2410采用272引腳FBGA封裝,內(nèi)含一個ARM920T內(nèi)核,主要的片內(nèi)外圍有SDRAM控制器、3通道的UART、4通道的DMA、4個具有PWM功能的計時器和1個內(nèi)部時鐘、8通道的10位ADC、觸摸屏接口和I2C總線接口等。

GSM/GPRS無線模塊GTM900支持標準的AT命令及增強AT命令,提供豐富的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務功能,是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應用的理想解決方案。

S3C2410集成了LCD控制器,通過對垂直和水平同步信號、偏置信號和象素時鐘信號的編程,可以很好的支持LCD顯示。選用的是3.5英寸QVGA的觸摸屏。

音頻編解碼模塊選用Philips的UDA1341TS。UDA1341TS提供2組音頻輸入信號線,1組音頻信號輸出線,1組I2S總線接口信號,一組L3總線。

以太網(wǎng)控制器采用Cirrus Logic的CS8900A,該控制器與S3C2410有很好的兼容性,物理層支持以太網(wǎng)協(xié)議,集成發(fā)射和接收緩沖區(qū)。

打印機模塊采用微型熱敏或針式打印機,可以滿足各類票據(jù)打印的需求。

在此對電源管理模塊的設計加以特別的說明:移動業(yè)務終端包含GSM/GPRS、打印機、LCD等多個模塊,還有S3C2410內(nèi)核,因此需要多個不同的高質(zhì)量電平。在該系統(tǒng)中,需要使用5 V(VDDPRN,為打印機模塊供電)、4 V(VDDGSM,為GSM模塊供電),3.3 V(VDD33,為存儲器、外部I/O供電)和1.8 V(VDD18,為S3C2410內(nèi)核供電)的直流穩(wěn)壓電源。這里設計的終端要具備意外斷電時持續(xù)工作的能力,因此有外接鋰電池,這樣還要考慮電池充放電及外接直流電源優(yōu)先級的問題。

采用Linear公司的LTC4085電源控制芯片,很好地解決了以上問題。設計的系統(tǒng)輸入電壓為5 V直流穩(wěn)壓電源,經(jīng)過LTC4085進行充放電判斷,輸出高質(zhì)量的5 V電壓,然后輸出分為3路。第一路經(jīng)過LM1086,經(jīng)過計算,選用一個阻值為266 Ω的電阻可以得到4 V的輸出(即VD-DGSM),為GSM模塊供電;第二路經(jīng)過LTC3428,得到高質(zhì)量的5 V電壓(即VDDPRN),為打印機模塊供電;第三路分別經(jīng)過3.3 V的AS1117和1.8 V的AS1117,分別得到高質(zhì)量的3.3 V電壓和1.8 V電壓。如圖3所示。設計制作的開發(fā)板實際測試,各個電壓均符合設計要求。

實用化產(chǎn)品設計必須考慮到使用時的極端情況,本業(yè)務終端也面臨同樣的設計問題。假設當打印機正在打印票據(jù)時,有電話接入,GSM/GPRS模塊立即開始工作,這時的功耗即為設計最大功耗。由表1可以看出設計的輸入功率為15 W,而打印機模塊工作的最大功率為9 W,GSM/GPRS模塊的最大功率為2 W,其他模塊的最大功率之和不超過3 W,最大使用功率為14 W小于輸入功率15 W,可以滿足使用的極端情況。在開發(fā)板的實際使用中,也沒有出現(xiàn)問題。

3 終端軟件設計

終端的軟件由3部分組成:Windows CE操作系統(tǒng)移植,設備驅動程序和自主開發(fā)的應用程序。Windows CE操作系統(tǒng)是用戶控制系統(tǒng)的平臺,設備驅動程序采用模塊化設計,向上為用戶層的解碼應用程序提供API函數(shù),向下通過硬件系統(tǒng)API函數(shù)控制系統(tǒng)硬件。自主開發(fā)的應用程序包括輸入法、UI設計、電話簿等。

在此對輸入法的設計加以特別的說明:Windows CE的中文輸入法實現(xiàn)為一個動態(tài)鏈接庫,由操作系統(tǒng)負責輸入法的調(diào)用。根據(jù)Windows的系統(tǒng)說明,輸入法編輯器(IME)的動態(tài)鏈接庫需要實現(xiàn)15個接口函數(shù)。要完成的函數(shù)為ImeInquire,ImePressKey,ImeSelect,ImeToAsci-iEx,UIWndProc,CandWndProc,StatusWndProc。主要是利用Windows的輸入法管理功能實現(xiàn)不同的應用窗體、不同的Windows控件的輸入法彈出控制、錄入按鍵截取以及發(fā)送。邏輯流程如圖3所示。

輸入法按鍵方式采用電話12鍵,類似普通手機輸入法;*鍵用于在非電話輸入狀態(tài)切換輸入法;#鍵用于在非電話輸入狀態(tài)輸入標點;上、下、左、右鍵用于換頁或選擇輸入拼音;選擇鍵用于確定所選字或字母;刪除鍵用于刪除一個字或字母。

4 結 語

本智能移動業(yè)務終端主要應用于城鎮(zhèn)遠郊區(qū)和廣大農(nóng)村地區(qū),可用此終端建立營業(yè)網(wǎng)點系統(tǒng)。在網(wǎng)絡層,運營商可以為終端開設內(nèi)部專用網(wǎng),也可以使用外部公眾網(wǎng)。采用加密解密算法可以保證系統(tǒng)安全。

本文設計的智能移動業(yè)務終端與普通的智能終端相比,其主要創(chuàng)新思想在于硬件增加了SIM卡燒寫、票據(jù)打印等功能,軟件增加了繳費、選號、開戶等功能。該智能業(yè)務終端具有良好的性能和擴展性,明確的市場定位和迫切的需求,依托運營商的強大市場推動力,在目前移動通信飛速發(fā)展的時期具有廣闊的市場前景。

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