嵌入式系統(tǒng)PDA智能手機(jī)設(shè)計(jì)方案

智能手機(jī)基于Linux操作系統(tǒng)工作時(shí)，首先初始化CPU；然后加載各個(gè)設(shè)備驅(qū)動程序，初始化存儲器及外圍設(shè)備；最后啟動各服務(wù)程序，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

2．服務(wù)程序的設(shè)計(jì)

智能手機(jī)系統(tǒng)中的服務(wù)程序主要有GUI Server和GSM/GPRS Server，它們是上層應(yīng)用賴以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

GUI Server

為使系統(tǒng)能夠很好地支持瀏覽器及MMS等界面復(fù)雜的應(yīng)用，具有良好的可擴(kuò)展性，本系統(tǒng)中的GUI Server設(shè)計(jì)采用了客戶機(jī)/服務(wù)器模式，并以動態(tài)鏈接庫的形式對圖形設(shè)備接口進(jìn)行封裝，具體如圖3所示。

服務(wù)進(jìn)程與應(yīng)用進(jìn)程之間采用Linux提供的消息隊(duì)列進(jìn)行通信。服務(wù)進(jìn)程保存系統(tǒng)GUI環(huán)境的描述信息，為應(yīng)用進(jìn)程提供注冊及一些計(jì)算任務(wù)，如計(jì)算當(dāng)前剪切域內(nèi)容等。此外，還負(fù)責(zé)顯示桌面。應(yīng)用程序的啟動后，首先與服務(wù)進(jìn)程建立連接并進(jìn)行交互，將自身的一些描述信息發(fā)送到服務(wù)進(jìn)程。

服務(wù)進(jìn)程和應(yīng)用進(jìn)程通過調(diào)用動態(tài)庫實(shí)現(xiàn)基本窗口顯示功能。其中窗口樹與剪切域都定義在動態(tài)庫中，對于服務(wù)進(jìn)程或應(yīng)用程序而言，它們是透明的，不需要進(jìn)行管理。因服務(wù)進(jìn)程與客戶進(jìn)程分別運(yùn)行在不同的進(jìn)程空間中，所以雖然在動態(tài)庫中定義了相同的數(shù)據(jù)，但它們之間不會產(chǎn)生任何沖突。

設(shè)計(jì)對動態(tài)庫中封裝的函數(shù)進(jìn)行了分層。其中直接針對Framebuffer進(jìn)行輸出的函數(shù)位于系統(tǒng)最低層，其上是設(shè)備上下文。因每次對一個(gè)窗口輸出的時(shí)都要首先建立設(shè)計(jì)上下文，所以設(shè)備上下文總可以引用窗體結(jié)構(gòu)，自然也可以引用到窗口剪切域，在剪切域范圍內(nèi)才可以進(jìn)行輸出。

圖形設(shè)備接口建立在設(shè)備上下文之上，主要包括點(diǎn)、線、面、文本等。如上文所述，輸出之前，首先建立設(shè)備上下文，即其輸出的目標(biāo)是設(shè)備上下文，而不是窗口。

圖形設(shè)備接口的上層是應(yīng)用開發(fā)接口即API層，桌面進(jìn)程與客戶進(jìn)程都通過調(diào)用API函數(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

另外，系統(tǒng)建立了輸入的抽象層，屏蔽了不同輸入設(shè)備。

GSM/GPRS Server多工通信服務(wù)器軟件

GSM/GPRS Server多工通信服務(wù)器軟件是電話、短信及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的守護(hù)進(jìn)程，負(fù)責(zé)響應(yīng)應(yīng)用程序轉(zhuǎn)發(fā)的用戶操作事件及從串口的獲得的無線通信模塊事件，是整個(gè)智能手機(jī)系統(tǒng)的核心。在這部分的工作中要實(shí)現(xiàn)多鏈路的數(shù)據(jù)通信、事件優(yōu)先級判別，并在執(zhí)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，保證電話、短信的接入。具體程序設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖所示。

3．機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

有了中間層的服務(wù)程序，上層應(yīng)用程序可以根據(jù)GUI Server及GSM/GPRS Server提供的接口進(jìn)行移植和開發(fā)。本設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了電話控制程序、短信收發(fā)的管理及數(shù)據(jù)精力的應(yīng)用等。下面以電話控制程序?yàn)槔?，介紹智能手機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

本人將電話控制程序設(shè)計(jì)分為三個(gè)運(yùn)行態(tài)：PowerOn State(上電態(tài))、Idle State(空閑態(tài))、Execution State(執(zhí)行態(tài))。圖5表示了三個(gè)狀態(tài)之間的關(guān)系和進(jìn)入各個(gè)狀態(tài)的條件。

電話控制程序在智能手機(jī)系統(tǒng)上電復(fù)位、GSM/GPRS Server啟動后，進(jìn)入Power-on State(上電態(tài))。在上電態(tài)，程序首先進(jìn)行初始化工作，與GSM/GPRS Server通信，獲得系統(tǒng)狀態(tài)。初始化后，即進(jìn)入Idle State(空閑態(tài))。在空閑態(tài)，程序循環(huán)等待GSM/GPRS Server的呼入事件及來自鍵盤的呼出事件；當(dāng)這些事件發(fā)生時(shí)，程序進(jìn)入Execution State(執(zhí)行態(tài))。在執(zhí)行態(tài)，用戶進(jìn)行語音通信，通話結(jié)束后，程序又回到空閑態(tài)。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功地應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目中，其可行性和實(shí)用性已在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中得到檢驗(yàn)。下一步，可將系統(tǒng)的CPU主頻進(jìn)一步提高，無線通信模塊也可換成符合3G標(biāo)準(zhǔn)的。這樣，就可以在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更為廣泛的手持設(shè)備應(yīng)用。

六、總結(jié)

采用ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場。作為一種16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微處理器，ARM微處理器目前已經(jīng)成為世界上應(yīng)用最為廣泛的嵌入式微處理器。通過這次嵌入式系統(tǒng)智能手機(jī) (PDA)設(shè)計(jì)方案，使我們具備一定微機(jī)原理基礎(chǔ)的學(xué)生掌握開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的多方面知識，從而初步具備設(shè)計(jì)開發(fā)基于arm處理器系統(tǒng)的能力。在這里是衷心感謝我們的黃建華老師在課堂上給我們帶來如此生動的教學(xué)，在他的幫助下讓我認(rèn)識到嵌入式系統(tǒng)這學(xué)科的重要性，讓我感受到在開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的過程中體會到不少樂趣。但是在短短的10周的內(nèi)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)這門課是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,嵌入式系統(tǒng)的理論和技術(shù)正在日新月異地發(fā)展,這更加要我們在以后的學(xué)習(xí)和工作中不斷去探索不斷去完善,另外由于水平有限再加上時(shí)間倉促,文中難免有不妥或錯(cuò)誤之處。希望老師能多多包涵。我相信只有負(fù)出了努力，沒有收不到的果實(shí)。我希望學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)這門學(xué)科也一樣！愿與努力在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)前沿的學(xué)者一起共勉。