基于A(yíng)RM9芯片S3C2410a的GPRS數據終端設計

2 嵌入式系統設計
2.1 系統硬件結構
2.1.1 ARM9系統硬件結構
ARM9系統硬件結構見(jiàn)圖1。

2.1.2 GPRS傳輸設備
本文使用的GPRS傳輸設備是北京華榮匯通信設備有限公司開(kāi)發(fā)的GR100型GPRS MODEM，采用了高性能內嵌TCP/IP協(xié)議棧GPRS模塊。
2.2 系統運作過(guò)程
(1)物理過(guò)程。ARM利用AT指令通過(guò)GPRSModem撥號，正確反饋及應答后，一條物理通道即GPRS信道就在系統中的GPRS Modem和GPRS網(wǎng)絡(luò )之間建立起來(lái)。
(2)數據過(guò)程。PPP協(xié)議將原始的GPRS物理層連接改造成無(wú)差錯的數據鏈路，系統將遠程登錄Internet，并得到GPRS網(wǎng)關(guān)分配的IP地址。
(3)網(wǎng)絡(luò )過(guò)程。采用IP協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議。IP協(xié)議將接人Internet的具有不同IP地址的終端都聯(lián)系起來(lái)。經(jīng)過(guò)IP路由選擇，可以實(shí)現系統與連在Internet上的任一IP終端進(jìn)行數據交互。
(4)傳輸過(guò)程。選擇TCP作為傳輸層協(xié)議，為數據傳輸提供面向連接，可靠服務(wù)。

3 軟件設計
3.1 嵌入式系統的引導代碼Bootloader
Bootloader(引導加載程序)是嵌入式系統加電后運行的第一段代碼，在PC中，引導加載程序由BIOS和位于硬盤(pán)MBR中的操作系統引導加載程序一起組成的。
Bootloader啟動(dòng)大多數分為2個(gè)階段。第一階段主要包含依賴(lài)于CPU的體系結構硬件初始化的代碼，通常都用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現。這個(gè)階段任務(wù)有：基本的硬件設備初始化(屏蔽所有的中斷、關(guān)閉處理器內部指令，數據Cache等)；為第二階段準備RAM空間；如果是從某個(gè)固態(tài)存儲媒質(zhì)中，則復制Bootloader的第二階段代碼到RAM中；設置堆棧；跳轉到第二階段的C程序入口點(diǎn)。
第二階段通常用c語(yǔ)言完成，以便實(shí)現更復雜的功能。這個(gè)階段任務(wù)有：初始化本階段要使用到的硬件設備；檢測系統內存映射；將內核映像和根文件系統映像從Flash讀到RAM 為內核設置啟動(dòng)參數；調用內核。
在U-BOOT(在PPC-BOOT的基礎上進(jìn)化而來(lái)的一個(gè)開(kāi)放源碼的嵌入式BOOTROM程序)中通過(guò)下面兩行代碼進(jìn)行兩個(gè)階段的工作交換：
Ldr pc,_start_armboot
_start_armboot:.word staxt_armboot
Bootloader調用Linux內核的方法是直接跳轉到內核的第一指令處，在跳轉時(shí)必須滿(mǎn)足下列條件：CPU寄存器設置。R0為O；R1為機器類(lèi)型ID；R2為啟動(dòng)參數，標記列表在RAM中的起始基地址，CPU模式。必須禁止中斷(IRQs和VlQs)；CPU必須設置為SVC模式。Cache和MMU的設置。MMU必須關(guān)閉；指令Cache可以打開(kāi)也可以關(guān)閉；數據Cache必須關(guān)閉。在編寫(xiě)完Bootloader后，利用JTAG下載電纜.燒寫(xiě)到Nor Flash中即可。

3.2 配置和編譯Linux內核
Linux內核主要由5個(gè)子系統組成：進(jìn)程調度、內存管理、虛擬文件系統、網(wǎng)絡(luò )接口、進(jìn)程間通信。
3.2.1 配置內核
配置內核的命令有make config;make oldcoafig;make menucoafig;make xconfig。無(wú)論哪個(gè)命令都將產(chǎn)生config文件，并在每一個(gè)c源文件中加上Linux/config.h>，使define的宏起全局性的作用。
3.2.2 編譯內核
編譯內核需要3個(gè)步驟，分別是創(chuàng )建內核依賴(lài)關(guān)系、創(chuàng )建內核鏡像文件和創(chuàng )建內核模塊。執行make up命令進(jìn)行編譯。
生成內核以后，接下來(lái)要做的是安裝它。對每一個(gè)內核配置來(lái)說(shuō)。要復制4個(gè)丈件：沒(méi)有壓縮的內核鏡像(zlmage和bzlmage)、壓縮的內核鏡像(vmlinux)、內核符號映射文件(System.map)以及配置文件(config)。
最后用loader.exe燒寫(xiě)zlmage 或bzImage 到Nor Flash 的0x00010000地址。

4 GPRS數據終端實(shí)現
GR100通過(guò)RS232接口與ARM9系統連接，最終實(shí)現了基于ARM9芯片S3c2410a的GPRS數據終端。該終端內部已移植了Linux操作系統，可在該系統下自主開(kāi)發(fā)軟件，使其功能更加強大，例如連接LCD，實(shí)現可視化操作等。