解析S3C2410在智能移動(dòng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用

1 引 言

二十一世紀(jì)是信息化的時(shí)代，第三產(chǎn)業(yè)在各國(guó)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(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，這導(dǎo)致了電子商務(wù)的產(chǎn)生和發(fā)展，在全球信息化大勢(shì)所驅(qū)的影響下，各國(guó)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(guó)家和各大公司爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。研究探討電子商務(wù)現(xiàn)狀和制定實(shí)施恰當(dāng)?shù)碾娮由虅?wù)的政策問題就十分迫切。而在我國(guó)，計(jì)算機(jī)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(xiǎn)投資公司、生產(chǎn)流通企業(yè)紛紛開展電子商務(wù)。

移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商在用戶數(shù)量和運(yùn)營(yíng)收入飛速增長(zhǎng)的同時(shí)，也面臨著眾多的新問題。目前移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行擴(kuò)張面臨的一個(gè)重要問題是：也可以在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)和城市的遠(yuǎn)郊區(qū)開設(shè)規(guī)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(yuǎn)的農(nóng)村等廣大區(qū)域，開設(shè)營(yíng)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(gè)重要的問題是：現(xiàn)階段移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的手機(jī)號(hào)碼管理方式是根據(jù)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)量（即放出號(hào)碼數(shù)量），將已經(jīng)燒錄好的SIM卡或虛擬號(hào)碼放置在各個(gè)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)?；玖鞒淌强蛻粼谝粋€(gè)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選擇喜歡的號(hào)碼，辦理開戶業(yè)務(wù)，獲得SIM卡，然后使用。這樣的管理方式有很多弊端，用戶不能很好地選擇自己喜歡的號(hào)碼，同樣各個(gè)營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)也存在號(hào)碼管理分配混亂，沒有實(shí)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(dòng)業(yè)務(wù)終端設(shè)計(jì)方案，結(jié)合移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商定制的業(yè)務(wù)功能，可以很好地解決這些問題。

2 終端硬件設(shè)計(jì)

2.1 功能分析

現(xiàn)在的智能終端都具有強(qiáng)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(shè)計(jì)開發(fā)的智能移動(dòng)業(yè)務(wù)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(fèi)功能。包括短信充值、繳納分?jǐn)傤A(yù)存和專項(xiàng)月租、賬戶管理和打印繳費(fèi)憑證等。

（2）選號(hào)功能。包括所有號(hào)碼選取和分HLR選取號(hào)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(yuǎn)程寫卡。

（4）SIM卡的燒錄功能。村級(jí)代理營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)可利用專用終端RPS讀寫卡器，完成SIM卡的讀寫，實(shí)現(xiàn)卡號(hào)分離。SIM卡是（Subscriber Identity Model 客戶識(shí)別模塊）的縮寫，也稱為智能卡、用戶身份識(shí)別卡， GSM數(shù)字移動(dòng)電話機(jī)必須裝上此卡方能使用。它在一電腦芯片上存儲(chǔ)了數(shù)字移動(dòng)電話客戶的信息，加密的密鑰等內(nèi)容，可供GSM網(wǎng)絡(luò)客戶身份進(jìn)行鑒別，并對(duì)客戶通話時(shí)的語(yǔ)音信息進(jìn)行SIM卡的使用，完全防止了并機(jī)和通話被竊聽行為，并且SIM卡的制作是嚴(yán)格按照GSM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來完成的，從而可靠的保障了客戶的正常通信。您剛?cè)刖W(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(jī)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(tǒng)中的應(yīng)用，使卡和手機(jī)分離，SIM卡唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)客戶。一張SIM卡可以插入任何一部GSM手機(jī)中使用，而使用手機(jī)所產(chǎn)生的通信費(fèi)則自己記錄在該SIM卡所唯一標(biāo)識(shí)的客戶帳上。SIM卡容量有8K、16K、32K、64K,其中16K以上的大容量的SIM卡統(tǒng)稱為多功能STK卡。

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

2.2 硬件平臺(tái)選取

智能移動(dòng)終端系統(tǒng)的架構(gòu)主要分為3類：

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

（2）基帶處理器加應(yīng)用處理器的系統(tǒng)架構(gòu)；

（3）采用多個(gè)不同的處理器內(nèi)核的系統(tǒng)架構(gòu)。

采用基帶處理器加應(yīng)用處理器的系統(tǒng)架構(gòu)，應(yīng)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(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的移動(dòng)數(shù)字業(yè)務(wù)終端是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，主要分為通信子系統(tǒng)和多媒體應(yīng)用子系統(tǒng)2部分，如圖1所示。

2.4 模塊設(shè)計(jì)

業(yè)務(wù)終端主要由應(yīng)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(jī)模塊、外圍擴(kuò)展接口等組成。

應(yīng)用處理器S3C2410采用272引腳FBGA封裝，內(nèi)含一個(gè)ARM920T內(nèi)核，主要的片內(nèi)外圍有SDRAM控制器、SDRAM采用地址線行列復(fù)用技術(shù)。對(duì)存儲(chǔ)器單元的訪問是基于頁(yè)面的訪問。而一般處理器的外部地址總線是獨(dú)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(nèi)的列地址。 3通道的UART、4通道的DMA、4個(gè)具有PWM功能的計(jì)時(shí)器和1個(gè)內(nèi)部時(shí)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(biāo)準(zhǔn)的AT命令及增強(qiáng)AT命令，提供豐富的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應(yīng)用的理想解決方案。

S3C2410集成了LCD控制器，通過對(duì)垂直和水平同步信號(hào)、偏置信號(hào)和象素時(shí)鐘信號(hào)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(hào)線，1組音頻信號(hào)輸出線，1組I2S總線接口信號(hào)，一組L3總線。

以太網(wǎng)是Xerox公司發(fā)明的基帶LAN標(biāo)準(zhǔn)。它采用帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問協(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(jì)70年代為解決網(wǎng)絡(luò)中零散的和偶然的堵塞而開發(fā)的，而IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)是在最初的以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上于1980年開發(fā)成功的?，F(xiàn)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(shù)字設(shè)備公司、Intel公司和Xerox公司聯(lián)合開發(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(xiàn)。以太網(wǎng)電纜協(xié)議規(guī)定用收發(fā)器將電纜連到網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備上。收發(fā)器執(zhí)行物理層的大部分功能，其中包括沖突檢測(cè)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(qū)。

打印機(jī)模塊采用微型熱敏或針式打印機(jī)，可以滿足各類票據(jù)打印的需求。

在此對(duì)電源管理模塊的設(shè)計(jì)加以特別的說明：移動(dòng)業(yè)務(wù)終端包含GSM/GPRS、打印機(jī)、LCD等多個(gè)模塊，還有S3C2410內(nèi)核，因此需要多個(gè)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(jī)模塊供電）、4 V（VDDGSM,為GSM模塊供電），3.3 V（VDD33,為存儲(chǔ)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。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(jí)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(shè)計(jì)的系統(tǒng)輸入電壓為5 V直流穩(wěn)壓電源，經(jīng)過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LM1086,經(jīng)過計(jì)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LTC3428,得到高質(zhì)量的5 V電壓（即VDDPRN），為打印機(jī)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2所示。設(shè)計(jì)制作的開發(fā)板實(shí)際測(cè)試，各個(gè)電壓均符合設(shè)計(jì)要求。

實(shí)用化產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)問題。假設(shè)當(dāng)打印機(jī)正在打印票據(jù)時(shí)，有電話接入，GSM/GPRS模塊立即開始工作，這時(shí)的功耗即為設(shè)計(jì)最大功耗。由表1可以看出設(shè)計(jì)的輸入功率為15 W,而打印機(jī)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。

3 終端軟件設(shè)計(jì)

終端的軟件由3部分組成：Windows CE操作系統(tǒng)移植，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和自主開發(fā)的應(yīng)用程序。Windows CE操作系統(tǒng)是用戶控制系統(tǒng)的平臺(tái)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序采用模塊化設(shè)計(jì)，向上為用戶層的解碼應(yīng)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(yīng)用程序包括輸入法、UI設(shè)計(jì)、電話簿等。

在此對(duì)輸入法的設(shè)計(jì)加以特別的說明：Windows CE的中文輸入法實(shí)現(xiàn)為一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)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(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)需要實(shí)現(xiàn)15個(gè)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(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)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(jī)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(biāo)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(jié) 語(yǔ)

本智能移動(dòng)業(yè)務(wù)終端主要應(yīng)用于城鎮(zhèn)遠(yuǎn)郊區(qū)和廣大農(nóng)村地區(qū)，可用此終端建立營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)層，運(yùn)營(yíng)商可以為終端開設(shè)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(shè)計(jì)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?jiǎng)?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(fèi)、選號(hào)、開戶等功能。該智能業(yè)務(wù)終端具有良好的性能和擴(kuò)展性，明確的市場(chǎng)定位和迫切的需求，依托運(yùn)營(yíng)商的強(qiáng)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。