軍用車輛防沖突大型移動(dòng)通信設(shè)備的設(shè)計(jì)

摘要 針對(duì)目前國(guó)內(nèi)的軍用車輛移動(dòng)通信設(shè)備中，通信安全性較低，數(shù)據(jù)收發(fā)存在缺陷的問(wèn)題。提出了一種新一代防沖突大型軍用車輛移動(dòng)通信設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。以嵌入式為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出抗干擾能力較強(qiáng)的系統(tǒng)硬件，通過(guò)合理編寫相關(guān)的驅(qū)動(dòng)軟件，完成優(yōu)質(zhì)高效的軟件設(shè)計(jì)。以確保軍用車輛通信系統(tǒng)正常工作。后期的計(jì)算機(jī)模擬測(cè)試顯示，設(shè)計(jì)的硬件與軟件可較好地兼容，完成優(yōu)質(zhì)高效的通信工作，各個(gè)功能實(shí)現(xiàn)效果良好。為新一代的軍用車輛通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了參考思路。
關(guān)鍵詞 軍用車輛；移動(dòng)通信設(shè)備；防沖突；嵌入式

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(Mobile Internet Device，MID)是一種新的互聯(lián)網(wǎng)終端。隨著移動(dòng)通信設(shè)備的發(fā)展，其今后將替代移動(dòng)電話和筆記本電腦成為新的移動(dòng)通信方式，該設(shè)備可以訪問(wèn)無(wú)限網(wǎng)絡(luò)，完成基本的電腦功能，也可完成大規(guī)模的在線通信，流暢的使用辦公軟件，查看相關(guān)文檔，安排合理的工作計(jì)劃，同時(shí)還可欣賞音樂(lè)、電影和視頻會(huì)議等影音功能；并且能夠完成移動(dòng)定位、在線攝影等功能記錄生活的點(diǎn)滴。隨著軍用通信技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)新一代的軍車通信提出了更高的要求。作為在筆記本電腦和手機(jī)之間新的產(chǎn)品形態(tài)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備其最大優(yōu)勢(shì)是不受地點(diǎn)和時(shí)間的限制，可完成移動(dòng)通信。符合軍用車輛的通信要求。其屏幕尺寸較小，方便隨身攜帶，雖然個(gè)別小型的筆記本尺寸也越來(lái)越小，但仍無(wú)法達(dá)到隨身攜帶的目的，因此其應(yīng)當(dāng)擁有較大的軍用車輛市場(chǎng)前景；與一般的軍用通信器材相比，其屏幕較大、顯示和處理等功能較強(qiáng)、通信效果好，兼容性和通信的穩(wěn)定性更佳。最為重要的是其通信的安全性，因此，特別適合軍用車輛的使用。

1 移動(dòng)通信設(shè)備的整體設(shè)計(jì)原理
為滿足軍用車輛移動(dòng)通信設(shè)備安全高效的通信需求，整體設(shè)計(jì)采用較為流行的嵌入式設(shè)計(jì)技術(shù)。軍用車輛移動(dòng)通信設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的整體組成如圖1所示。

根據(jù)組成功能的不同，移動(dòng)通信設(shè)備采用了模塊化設(shè)計(jì)的思路：
(1)其核心處理器選擇的是抗干擾能力較強(qiáng)的S3C2410：其通信效果好，協(xié)議安全性強(qiáng)，各種通信接口的功能強(qiáng)大。
(2)算法運(yùn)算模塊采用Altera公司較為成熟的FPGA器件StratixII系列EP2S180-1020FBGA，完成通信協(xié)議算法的編程工作。
(3)存儲(chǔ)設(shè)備選擇的是RAM和Flash：由于設(shè)備需要存儲(chǔ)較大容量的信息，因此需要選擇擴(kuò)展的DDRRAM，可保持臨時(shí)文件及相關(guān)的數(shù)據(jù)緩存，F(xiàn)lash采用NAND Flash，用于存放程序代碼和數(shù)據(jù)等。
(4)音頻信號(hào)輸入輸出：移動(dòng)設(shè)備需要滿足視頻和音頻的功能，因此需要一個(gè)揚(yáng)聲器，用于語(yǔ)音和視頻數(shù)據(jù)的有效輸出。
(5)串口：這是完成各種外界設(shè)備通信必備的接口。
(6)TD／GPRS／GSM模塊：該模塊可實(shí)現(xiàn)一般筆記本和手機(jī)見缺的功能，完成人員定位，是最為關(guān)鍵的模塊。
(7)以太網(wǎng)收發(fā)器：采用DM9000AE芯片，10／100 Mbit·s-1速率自適應(yīng)，可完成有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)限網(wǎng)絡(luò)的通信功能。
(8)USB接口：通過(guò)USB擴(kuò)展應(yīng)用，可對(duì)外完成多種設(shè)備的擴(kuò)展，包括3G等應(yīng)用設(shè)備。
(9)電源管理：為保證電源的耐用性，采用鋰電池作為電源管理，并確保電源管理的高效性，能夠完成系統(tǒng)的信號(hào)供應(yīng)和外部時(shí)鐘。
(10)WiFi模塊：完成無(wú)線通信的功能，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)完成互聯(lián)網(wǎng)通信端口之一。
系統(tǒng)平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)分為系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)、FPGA板、核心板3個(gè)部分。其中，設(shè)備采用USB接口、SD卡接口、音頻接口、網(wǎng)口、電源接口、LCD觸摸屏接口以及攝像頭接口，系統(tǒng)可根據(jù)此硬件結(jié)構(gòu)，完成一系列的功能，同時(shí)可以通過(guò)硬、軟件的協(xié)調(diào)配合，完成功能的實(shí)現(xiàn)。

2 軍用車輛通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
軍用車輛通信的核心芯片是Samsung公司的S3C2410，采用ARM1176JZF-S內(nèi)核，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間達(dá)到16 kB并擁有同樣大小的指令存儲(chǔ)空間，其工作電壓穩(wěn)定，適用于波動(dòng)較大的環(huán)境，工作頻率達(dá)到553 MHz，在1．2 V的情況下，頻率可達(dá)667 MHz。運(yùn)用AXI、AHB和APB形成的64／32 bit總線設(shè)計(jì)和接口設(shè)備相連。以FPGA的封裝方式進(jìn)行封裝，引腳規(guī)范較好?？偩€也可采用外邊擴(kuò)展的方式，對(duì)模塊進(jìn)行調(diào)用，其核心的硬件RTC電路設(shè)計(jì)如圖2所示。

其中S3C24lO的VDDRTC可與其進(jìn)行直連，保證工作效率。該模塊采用的電壓供電不超過(guò)4 V，完成了大部分的供電功能。另外，還設(shè)計(jì)了供電中出現(xiàn)掉電時(shí)的工作模式，由備用電池供電，此時(shí)S3C2410中唯有RTC模塊工作，其余模塊均處于停止?fàn)顟B(tài)。