基于S3C2410的智能移动业务终端设计

作者：曹德光，邓中亮时间：2008-12-17来源：现代电子技术收藏

1 引言

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/90288.htm

　　近年来，移动通信在全球范围内迅猛发展，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。在我国信息产业的快速发展过程中，移动通信业的迅猛增长起到重要的推动作用，而且成为国民经济的强劲增长点。

　　移动通信运营商在用户数量和运营收入飞速增长的同时，也面临着众多的新问题。目前移动运营商进行扩张面临的一个重要问题是：移动运营商可以在城市的商业区开设规模较大、具备多种演示设备、起到很好宣传作用的旗舰店；也可以在乡镇地区和城市的远郊区开设规模较小、具备全部服务功能的普通营业厅；但是在偏远的农村等广大区域，开设营业厅面临着人力物力的投入，加大成本，不便于管理等很多困难。另一个重要的问题是：现阶段移动运营商的手机号码管理方式是根据营业网点的业务数量(即放出号码数量)，将已经烧录好的SIM卡或虚拟号码放置在各个营业网点。基本流程是客户在一个营业网点选择喜欢的号码，办理开户业务，获得SIM卡，然后使用。这样的管理方式有很多弊端，用户不能很好地选择自己喜欢的号码，同样各个营业网点也存在号码管理分配混乱(例如有的营业网点占有大量号码，而其他的营业网点没有号码)，没有实现资源最大化利用的问题。

　　本文根据这一新的需求，提出一种智能移动业务终端设计方案，结合移动通信运营商定制的业务功能，可以很好地解决这些问题。

2 终端硬件设计

2.1 功能分析

　　现在的智能终端都具有强大的通信功能、日常工作辅助功能和多媒体娱乐功能。这里设计开发的智能移动业务终端系统除了满足普通智能终端的功能之外，还要具备如下的定制功能：

　　(1)缴费功能。包括短信充值、缴纳分摊预存和专项月租、账户管理和打印缴费凭证等。

　　(2)选号功能。包括所有号码选取和分HLR选取号码。

　　(3)开户功能。开户成功后，可以打印开户的凭证；如果是空卡，可以远程写卡。

　　(4)SIM卡的烧录功能。村级代理营业网点可利用专用终端RPS读写卡器，完成SIM卡的读写，实现卡号分离。

　　(5)票据打印功能。内置小型的热敏打印设备或者针式打印设备，可以打印相应票据。

2.2 硬件平台选取

　　智能移动终端系统的架构主要分为3类：

　　(1)既处理通信协议又实现应用功能的单一高性能内核处理器系统架构；

　　(2)基带处理器加应用处理器的系统架构；

　　(3)采用多个不同的处理器内核的系统架构。

　　采用基带处理器加应用处理器的系统架构，应用处理器选用Samsung的S3C2410，GSM／GPRS处理器选用华为的GTM900。

2.3 硬件系统结构

　　本文设计的移动数字业务终端是一个嵌入式系统，主要分为通信子系统和多媒体应用子系统2部分，如图1所示。

2.4 模块设计

　　业务终端主要由应用处理器、GSM／GPRS模块、LCD模块、音频编解码模块、电源管理模块、打印机模块、外围扩展接口等组成。

　　应用处理器S3C2410采用272引脚FBGA封装，内含一个ARM920T内核，主要的片内外围有SDRAM控制器、3通道的UART、4通道的DMA、4个具有PWM功能的计时器和1个内部时钟、8通道的10位ADC、触摸屏接口和I2C总线接口等。

　　GSM／GPRS无线模块GTM900支持标准的AT命令及增强AT命令，提供丰富的语音和数据业务功能，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。

　　S3C2410集成了LCD控制器，通过对垂直和水平同步信号、偏置信号和象素时钟信号的编程，可以很好的支持LCD显示。选用的是3.5英寸QVGA的触摸屏。

　　音频编解码模块选用Philips的UDA1341TS。UDA1341TS提供2组音频输入信号线，1组音频信号输出线，1组I2S总线接口信号，一组L3总线。

　　以太网控制器采用Cirrus Logic的CS8900A，该控制器与S3C2410有很好的兼容性，物理层支持以太网协议，集成发射和接收缓冲区。

　　打印机模块采用微型热敏或针式打印机，可以满足各类票据打印的需求。

　　在此对电源管理模块的设计加以特别的说明：移动业务终端包含GSM／GPRS、打印机、LCD等多个模块，还有S3C2410内核，因此需要多个不同的高质量电平。在该系统中，需要使用5 V(VDDPRN，为打印机模块供电)、4 V(VDDGSM，为GSM模块供电)，3.3 V(VDD33，为存储器、外部I／O供电)和1.8 V(VDD18，为S3C2410内核供电)的直流稳压电源。这里设计的终端要具备意外断电时持续工作的能力，因此有外接锂电池，这样还要考虑电池充放电及外接直流电源优先级的问题。

　　采用Linear公司的LTC4085电源控制芯片，很好地解决了以上问题。设计的系统输入电压为5 V直流稳压电源，经过LTC4085进行充放电判断，输出高质量的5 V电压，然后输出分为3路。第一路经过LM1086，经过计算，选用一个阻值为266 Ω的电阻可以得到4 V的输出(即VD-DGSM)，为GSM模块供电；第二路经过LTC3428，得到高质量的5 V电压(即VDDPRN)，为打印机模块供电；第三路分别经过3.3 V的AS1117和1.8 V的AS1117，分别得到高质量的3.3 V电压和1.8 V电压。如图3所示。设计制作的开发板实际测试，各个电压均符合设计要求。

　　实用化产品设计必须考虑到使用时的极端情况，本业务终端也面临同样的设计问题。假设当打印机正在打印票据时，有电话接入，GSM／GPRS模块立即开始工作，这时的功耗即为设计最大功耗。由表1可以看出设计的输入功率为15 W，而打印机模块工作的最大功率为9 W，GSM／GPRS模块的最大功率为2 W，其他模块的最大功率之和不超过3 W，最大使用功率为14 W小于输入功率15 W，可以满足使用的极端情况。在开发板的实际使用中，也没有出现问题。

3 终端软件设计

　　终端的软件由3部分组成：Windows CE操作系统移植，设备驱动程序和自主开发的应用程序。Windows CE操作系统是用户控制系统的平台，设备驱动程序采用模块化设计，向上为用户层的解码应用程序提供API函数，向下通过硬件系统API函数控制系统硬件。自主开发的应用程序包括输入法、UI设计、电话簿等。

　　在此对输入法的设计加以特别的说明：Windows CE的中文输入法实现为一个动态链接库，由操作系统负责输入法的调用。根据Windows的系统说明，输入法编辑器(IME)的动态链接库需要实现15个接口函数。要完成的函数为ImeInquire，ImePressKey，ImeSelect，ImeToAsci-iEx，UIWndProc，CandWndProc，StatusWndProc。主要是利用Windows的输入法管理功能实现不同的应用窗体、不同的Windows控件的输入法弹出控制、录入按键截取以及发送。逻辑流程如图3所示。