基于uClinux的嵌入式多功能信息交互終端

信息交互終端是一種以信息交流為主要目的，為個(gè)性化用戶(hù)提供信息處理、存儲和查詢(xún)等功能的嵌入式設備。與個(gè)人電腦機相比，該設備結構簡(jiǎn)單、功能專(zhuān)一、操作簡(jiǎn)單。目前，信息交互終端主要應用于銀行、移動(dòng)通信和視頻會(huì )議等領(lǐng)域。

1） 銀行金融終端。銀行金融終端是一種以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行金融交易為主要功能的低端設備，能24 小時(shí)為客戶(hù)提供服務(wù)，即客戶(hù)能夠隨時(shí)通過(guò)該終端實(shí)現存取款、轉帳、查詢(xún)等操作。目前該類(lèi)型終端已經(jīng)走入我國的大中型城市，但其應用功能較少。

2） 移動(dòng)通信終端。移動(dòng)通信終端主要以手機和掌上電腦（ PDA） 為主要代表。其中手機以語(yǔ)音傳輸為主，兼有收發(fā)短消息、WAP （無(wú)線(xiàn)應用協(xié)議） 上網(wǎng)的功能；PDA 具有個(gè)人數據管理、網(wǎng)絡(luò )通訊等功能，并且攜帶方便，但價(jià)格較高。

3） 視頻會(huì )議終端。視頻會(huì )議終端以視頻通訊作為一種有效的多媒體通訊方式，已經(jīng)成為個(gè)人內容服務(wù)和企業(yè)內容服務(wù)的主要信息交流工具，但目前還處于初級階段。

總之，信息交互終端正在全球蓬勃發(fā)展，并成為人們生活和工作中不可缺少的信息交流工具，但由于它們應用功能少、性?xún)r(jià)比低，造成其在信息家電等領(lǐng)域得不到廣泛應用。目前，多種功能一體化和應用于不同領(lǐng)域已成為信息交互終端的研究重點(diǎn)。其一，具有單一功能的信息交互只能滿(mǎn)足客戶(hù)的部分需求，不能滿(mǎn)足客戶(hù)對產(chǎn)品多功能合一的需求，因此在信息交互終端具備專(zhuān)一性的基礎上，多功能一體化已成為信息交互終端產(chǎn)品的一個(gè)主要發(fā)展方向。其二，為了滿(mǎn)足不同的功能需求，還要求信息交互終端具有很強的可定制性，便于用戶(hù)或開(kāi)發(fā)人員對其個(gè)性化定制，使其能在銀行金融等之外的領(lǐng)域得到應用。因此很有必要研究具有多種功能、信息交流強和可靠性高的信息交互終端。

多功能信息交互終端

作者針對傳統信息交互終端的不足，提出了MIIT （ multifunctional information - interactive terminalbased on uClinux） ,基于uClinux （micro cont rol linux 微控制操作系統） 的嵌入式多功能信息交互終端的產(chǎn)品概念。MIIT 是一種能夠以多種方式進(jìn)行信息交流，并具有滿(mǎn)足多種應用需求的多種功能（如串口通訊、有線(xiàn)/ 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊、語(yǔ)音傳輸等） ,應用于信息家電、移動(dòng)通訊、工業(yè)控制、甚至軍事等領(lǐng)域的嵌入式設備。它具有：可靠的嵌入式uClinux 操作系統；多種功能一體化；可個(gè)性化定制，信息交流強等優(yōu)點(diǎn)。

MIIT 的軟硬件結構

MIIT 的硬件結構

MIIT 的硬件系統主要包括微處理器、存儲器、外部設備，其硬件結構如圖1 所示。

EMPU （嵌入式微處理器） 是整個(gè)終端系統的核心，它主要由運算器和控制邏輯構成，通過(guò)控制總線(xiàn)、地址總線(xiàn)控制外部設備和存儲器之間、存儲器和存儲器之間、外部設備和外部設備之間的信息傳輸。選擇時(shí)裝配EMPU 的電路板上必須包括SDRAM（同步動(dòng)態(tài)隨機存儲器） 、總線(xiàn)接口、各種外設接口等器件。存儲器主要是用來(lái)存儲數據，選擇時(shí)要考慮存儲數據大小，這里選用4M 的FLASH ROM （閃存） 和16M 的SDRAM。外部設備（輸入設備和輸出設備） 是MIIT與用戶(hù)及其它設備之間通訊的橋梁。其中輸入設備（如鍵盤(pán)） 將外來(lái)的數據傳輸給MIIT ,輸出設備（如微型打印機） 將MIIT 處理結果顯示或傳遞給其它設備。

MIIT 軟件系統結構

嵌入式軟件系統主要包括嵌入式操作系統、驅動(dòng)程序、應用程序3 部分，其結構如圖2 所示。嵌入式操作系統是將MPU 時(shí)間、中斷、I/ O、定時(shí)器等資源包裝起來(lái)，留給用戶(hù)一個(gè)API 接口的系統。它主要負責進(jìn)程管理；系統時(shí)鐘管理；進(jìn)程間通信管理和系統中斷管理。MIIT 的操作系統采用嵌入式uClinux ,它是一個(gè)以L(fǎng)inux 為內核的嵌入式操作系統，具有Linux 大部分優(yōu)點(diǎn)，適用于工控領(lǐng)域。驅動(dòng)程序作為操作系統內核與機器硬件之間的接口，對上層來(lái)說(shuō)它只是調用HAL （硬件抽象層） 提供的功能，對下層來(lái)說(shuō)負責對外圍設備的控制、管理和讀寫(xiě)操作。

應用程序由C 語(yǔ)言編寫(xiě)的多種功能的程序構成，它是系統應用功能的具體體現，其內部各函數之間采用函數調用的方式進(jìn)行連接。嵌入式操作系統、驅動(dòng)程序、應用程序這三者之間，嵌入式uClinux 是整個(gè)軟件系統的樞紐，它采用系統調用的工作模式，通過(guò)文件系統、進(jìn)程管理等與各種硬件驅動(dòng)程序（如圖形驅動(dòng)、FLASH（閃存） 驅動(dòng)、串口驅動(dòng)以及打印驅動(dòng)等） 進(jìn)行數據交換，通過(guò)API （application interface） 與應用程序進(jìn)行數據交換。

MIIT 的關(guān)鍵實(shí)現技