解析S3C2410在智能移動(dòng)業(yè)務(wù)的應用

1 引 言

二十一世紀是信息化的時(shí)代，第三產(chǎn)業(yè)在各國的比重不斷上升，特別是服務(wù)業(yè)，信息服務(wù)業(yè)成為21世紀的主導產(chǎn)業(yè)，這導致了電子商務(wù)的產(chǎn)生和發(fā)展，在全球信息化大勢所驅的影響下，各國的電子商務(wù)不斷的改進(jìn)和完善，電子商務(wù)成為各個(gè)國家和各大公司爭奪的焦點(diǎn)。研究探討電子商務(wù)現狀和制定實(shí)施恰當的電子商務(wù)的政策問(wèn)題就十分迫切。而在我國，計算機與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的普及與發(fā)展，電子商務(wù)迅速崛起，眾多的信息技術(shù)企業(yè)、風(fēng)險投資公司、生產(chǎn)流通企業(yè)紛紛開(kāi)展電子商務(wù)。

移動(dòng)通信運營(yíng)商在用戶(hù)數量和運營(yíng)收入飛速增長(cháng)的同時(shí)，也面臨著(zhù)眾多的新問(wèn)題。目前移動(dòng)運營(yíng)商進(jìn)行擴張面臨的一個(gè)重要問(wèn)題是：也可以在鄉鎮地區和城市的遠郊區開(kāi)設規模較小、具備全部服務(wù)功能的普通營(yíng)業(yè)廳；但是在偏遠的農村等廣大區域，開(kāi)設營(yíng)業(yè)廳面臨著(zhù)人力物力的投入，加大成本，不便于管理等很多困難。另一個(gè)重要的問(wèn)題是：現階段移動(dòng)運營(yíng)商的手機號碼管理方式是根據營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數量（即放出號碼數量），將已經(jīng)燒錄好的SIM卡或虛擬號碼放置在各個(gè)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)?；玖鞒淌强蛻?hù)在一個(gè)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選擇喜歡的號碼，辦理開(kāi)戶(hù)業(yè)務(wù)，獲得SIM卡，然后使用。這樣的管理方式有很多弊端，用戶(hù)不能很好地選擇自己喜歡的號碼，同樣各個(gè)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)也存在號碼管理分配混亂，沒(méi)有實(shí)現資源最大化利用的問(wèn)題。

本文根據這一新的需求，提出一種智能移動(dòng)業(yè)務(wù)終端設計方案，結合移動(dòng)通信運營(yíng)商定制的業(yè)務(wù)功能，可以很好地解決這些問(wèn)題。

2 終端硬件設計

2.1 功能分析

現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(lè )功能。這里設計開(kāi)發(fā)的智能移動(dòng)業(yè)務(wù)終端系統除了滿(mǎn)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(zhuān)項月租、賬戶(hù)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(kāi)戶(hù)功能。開(kāi)戶(hù)成功后，可以打印開(kāi)戶(hù)的憑證；如果是空卡，可以遠程寫(xiě)卡。

（4）SIM卡的燒錄功能。村級代理營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)可利用專(zhuān)用終端RPS讀寫(xiě)卡器，完成SIM卡的讀寫(xiě)，實(shí)現卡號分離。SIM卡是（Subscriber Identity Model 客戶(hù)識別模塊）的縮寫(xiě)，也稱(chēng)為智能卡、用戶(hù)身份識別卡， GSM數字移動(dòng)電話(huà)機必須裝上此卡方能使用。它在一電腦芯片上存儲了數字移動(dòng)電話(huà)客戶(hù)的信息，加密的密鑰等內容，可供GSM網(wǎng)絡(luò )客戶(hù)身份進(jìn)行鑒別，并對客戶(hù)通話(huà)時(shí)的語(yǔ)音信息進(jìn)行SIM卡的使用，完全防止了并機和通話(huà)被竊聽(tīng)行為，并且SIM卡的制作是嚴格按照GSM國際標準和規范來(lái)完成的，從而可靠的保障了客戶(hù)的正常通信。您剛入網(wǎng)時(shí)得到的SIM卡是一張大卡，小卡是嵌在大卡上的，目前手機普遍使用小卡，您可以把小卡從大卡上取下使用。SIM卡在GSM系統中的應用，使卡和手機分離，SIM卡唯一標識一個(gè)客戶(hù)。一張SIM卡可以插入任何一部GSM手機中使用，而使用手機所產(chǎn)生的通信費則自己記錄在該SIM卡所唯一標識的客戶(hù)帳上。SIM卡容量有8K、16K、32K、64K,其中16K以上的大容量的SIM卡統稱(chēng)為多功能STK卡。

（5）票據打印功能。內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。

2.2 硬件平臺選取

智能移動(dòng)終端系統的架構主要分為3類(lèi)：

（1）既處理通信協(xié)議又實(shí)現應用功能的單一高性能內核處理器系統架構；

（2）基帶處理器加應用處理器的系統架構；

（3）采用多個(gè)不同的處理器內核的系統架構。

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

2.3 硬件系統結構

本文設計的移動(dòng)數字業(yè)務(wù)終端是一個(gè)嵌入式系統，主要分為通信子系統和多媒體應用子系統2部分，如圖1所示。

2.4 模塊設計

業(yè)務(wù)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，內含一個(gè)ARM920T內核，主要的片內外圍有SDRAM控制器、SDRAM采用地址線(xiàn)行列復用技術(shù)。對存儲器單元的訪(fǎng)問(wèn)是基于頁(yè)面的訪(fǎng)問(wèn)。而一般處理器的外部地址總線(xiàn)是獨立的。因此，SDRAM控制器也必須提供一種地址映射關(guān)系，將處理器輸出的高位地址映射到SDRAM的行地址，低位地址映射到SDRAM頁(yè)面內的列地址。 3通道的UART、4通道的DMA、4個(gè)具有PWM功能的計時(shí)器和1個(gè)內部時(shí)鐘、8通道的10位ADC、觸摸屏接口和I2C總線(xiàn)接口等。

GSM/GPRS無(wú)線(xiàn)模塊GTM900支持標準的AT命令及增強AT命令，提供豐富的語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)功能，是高速數據傳輸等各種應用的理想解決方案。

S3C2410集成了LCD控制器，通過(guò)對垂直和水平同步信號、偏置信號和象素時(shí)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(xiàn)，1組音頻信號輸出線(xiàn)，1組I2S總線(xiàn)接口信號，一組L3總線(xiàn)。

以太網(wǎng)是Xerox公司發(fā)明的基帶LAN標準。它采用帶沖突檢測的載波監聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議（CSMA/CD），速率為10Mbps,傳輸介質(zhì)為同軸電纜。以太網(wǎng)是在20世紀70年代為解決網(wǎng)絡(luò )中零散的和偶然的堵塞而開(kāi)發(fā)的，而IEEE802.3標準是在最初的以太網(wǎng)技術(shù)基礎上于1980年開(kāi)發(fā)成功的?，F在，以太網(wǎng)一詞泛指所有采用CSMA/CD協(xié)議的局域網(wǎng)。以太網(wǎng)2.0版由數字設備公司、Intel公司和Xerox公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)，它與IEEE802.3兼容。 以太網(wǎng)和IEEE802.3通常由接口卡（網(wǎng)卡）或主電路板上的電路實(shí)現。以太網(wǎng)電纜協(xié)議規定用收發(fā)器將電纜連到網(wǎng)絡(luò )物理設備上。收發(fā)器執行物理層的大部分功能，其中包括沖突檢測及收發(fā)器電纜將收發(fā)器連接到工作站上。 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。

打印機模塊采用微型熱敏或針式打印機，可以滿(mǎn)足各類(lèi)票據打印的需求。

在此對電源管理模塊的設計加以特別的說(shuō)明：移動(dòng)業(yè)務(wù)終端包含GSM/GPRS、打印機、LCD等多個(gè)模塊，還有S3C2410內核，因此需要多個(gè)不同的高質(zhì)量電平。在該系統中，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內核供電）的直流穩壓電源。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(wèn)題。

采用Linear公司的LTC4085電源控制芯片，很好地解決了以上問(wèn)題。設計的系統輸入電壓為5 V直流穩壓電源，經(jīng)過(guò)LTC4085進(jìn)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(guò)LM1086,經(jīng)過(guò)計算，選用一個(gè)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(guò)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(guò)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2所示。設計制作的開(kāi)發(fā)板實(shí)際測試，各個(gè)電壓均符合設計要求。

實(shí)用化產(chǎn)品設計必須考慮到使用時(shí)的極端情況，本業(yè)務(wù)終端也面臨同樣的設計問(wèn)題。假設當打印機正在打印票據時(shí)，有電話(huà)接入，GSM/GPRS模塊立即開(kāi)始工作，這時(shí)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(guò)3 W,最大使用功率為14 W小于輸入功率15 W,可以滿(mǎn)足使用的極端情況。

3 終端軟件設計

終端的軟件由3部分組成：Windows CE操作系統移植，設備驅動(dòng)程序和自主開(kāi)發(fā)的應用程序。Windows CE操作系統是用戶(hù)控制系統的平臺，設備驅動(dòng)程序采用模塊化設計，向上為用戶(hù)層的解碼應用程序提供API函數，向下通過(guò)硬件系統API函數控制系統硬件。自主開(kāi)發(fā)的應用程序包括輸入法、UI設計、電話(huà)簿等。

在此對輸入法的設計加以特別的說(shuō)明：Windows CE的中文輸入法實(shí)現為一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫，由操作系統負責輸入法的調用。根據Windows的系統說(shuō)明，輸入法編輯器（IME）的動(dòng)態(tài)鏈接庫需要實(shí)現15個(gè)接口函數。要完成的函數為ImeInquire,ImePressKey,ImeSelect,ImeToAsci-iEx,UIWndProc,CandWndProc,StatusWndProc.主要是利用Windows的輸入法管理功能實(shí)現不同的應用窗體、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(huà)12鍵，類(lèi)似普通手機輸入法；*鍵用于在非電話(huà)輸入狀態(tài)切換輸入法；#鍵用于在非電話(huà)輸入狀態(tài)輸入標點(diǎn)；上、下、左、右鍵用于換頁(yè)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(gè)字或字母。

4 結 語(yǔ)

本智能移動(dòng)業(yè)務(wù)終端主要應用于城鎮遠郊區和廣大農村地區，可用此終端建立營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)系統。在網(wǎng)絡(luò )層，運營(yíng)商可以為終端開(kāi)設內部專(zhuān)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安全。

本文設計的智能移動(dòng)業(yè)務(wù)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(xiě)、票據打印等功能，軟件增加了繳費、選號、開(kāi)戶(hù)等功能。該智能業(yè)務(wù)終端具有良好的性能和擴展性，明確的市場(chǎng)定位和迫切的需求，依托運營(yíng)商的強大市場(chǎng)推動(dòng)力，在目前移動(dòng)通信飛速發(fā)展的時(shí)期具有廣闊的市場(chǎng)前景。