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，為個性化用戶提供信息處理、存儲和查詢等功能的嵌入式設(shè)備。與個人電腦機(jī)相比，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、功能專一、操作簡單。目前，信息交互終端主要應(yīng)用于銀行、移動通信和視頻會議等領(lǐng)域。

1） 銀行金融終端。銀行金融終端是一種以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行金融交易為主要功能的低端設(shè)備，能24 小時為客戶提供服務(wù)，即客戶能夠隨時通過該終端實現(xiàn)存取款、轉(zhuǎn)帳、查詢等操作。目前該類型終端已經(jīng)走入我國的大中型城市，但其應(yīng)用功能較少。

2） 移動通信終端。移動通信終端主要以手機(jī)和掌上電腦（ PDA） 為主要代表。其中手機(jī)以語音傳輸為主，兼有收發(fā)短消息、WAP （無線應(yīng)用協(xié)議） 上網(wǎng)的功能；PDA 具有個人數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，并且攜帶方便，但價格較高。

3） 視頻會議終端。視頻會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)成為個人內(nèi)容服務(wù)和企業(yè)內(nèi)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(yīng)用功能少、性價比低，造成其在信息家電等領(lǐng)域得不到廣泛應(yīng)用。目前，多種功能一體化和應(yīng)用于不同領(lǐng)域已成為信息交互終端的研究重點。其一，具有單一功能的信息交互只能滿足客戶的部分需求，不能滿足客戶對產(chǎn)品多功能合一的需求，因此在信息交互終端具備專一性的基礎(chǔ)上，多功能一體化已成為信息交互終端產(chǎn)品的一個主要發(fā)展方向。其二，為了滿足不同的功能需求，還要求信息交互終端具有很強的可定制性，便于用戶或開發(fā)人員對其個性化定制，使其能在銀行金融等之外的領(lǐng)域得到應(yīng)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(tǒng)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(tǒng)） 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，并具有滿足多種應(yīng)用需求的多種功能（如串口通訊、有線/ 無線網(wǎng)絡(luò)通訊、語音傳輸?shù)龋?,應(yīng)用于信息家電、移動通訊、工業(yè)控制、甚至軍事等領(lǐng)域的嵌入式設(shè)備。它具有：可靠的嵌入式uClinux 操作系統(tǒng)；多種功能一體化；可個性化定制，信息交流強等優(yōu)點。

MIIT 的軟硬件結(jié)構(gòu)

MIIT 的硬件結(jié)構(gòu)

MIIT 的硬件系統(tǒng)主要包括微處理器、存儲器、外部設(shè)備，其硬件結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

EMPU （嵌入式微處理器） 是整個終端系統(tǒng)的核心，它主要由運算器和控制邏輯構(gòu)成，通過控制總線、地址總線控制外部設(shè)備和存儲器之間、存儲器和存儲器之間、外部設(shè)備和外部設(shè)備之間的信息傳輸。選擇時裝配EMPU 的電路板上必須包括SDRAM（同步動態(tài)隨機(jī)存儲器） 、總線接口、各種外設(shè)接口等器件。存儲器主要是用來存儲數(shù)據(jù)，選擇時要考慮存儲數(shù)據(jù)大小，這里選用4M 的FLASH ROM （閃存） 和16M 的SDRAM。外部設(shè)備（輸入設(shè)備和輸出設(shè)備） 是MIIT與用戶及其它設(shè)備之間通訊的橋梁。其中輸入設(shè)備（如鍵盤） 將外來的數(shù)據(jù)傳輸給MIIT ,輸出設(shè)備（如微型打印機(jī)） 將MIIT 處理結(jié)果顯示或傳遞給其它設(shè)備。

MIIT 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

嵌入式軟件系統(tǒng)主要包括嵌入式操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序3 部分，其結(jié)構(gòu)如圖2 所示。嵌入式操作系統(tǒng)是將MPU 時間、中斷、I/ O、定時器等資源包裝起來，留給用戶一個API 接口的系統(tǒng)。它主要負(fù)責(zé)進(jìn)程管理；系統(tǒng)時鐘管理；進(jìn)程間通信管理和系統(tǒng)中斷管理。MIIT 的操作系統(tǒng)采用嵌入式uClinux ,它是一個以Linux 為內(nèi)核的嵌入式操作系統(tǒng)，具有Linux 大部分優(yōu)點，適用于工控領(lǐng)域。驅(qū)動程序作為操作系統(tǒng)內(nèi)核與機(jī)器硬件之間的接口，對上層來說它只是調(diào)用HAL （硬件抽象層） 提供的功能，對下層來說負(fù)責(zé)對外圍設(shè)備的控制、管理和讀寫操作。

應(yīng)用程序由C 語言編寫的多種功能的程序構(gòu)成，它是系統(tǒng)應(yīng)用功能的具體體現(xiàn)，其內(nèi)部各函數(shù)之間采用函數(shù)調(diào)用的方式進(jìn)行連接。嵌入式操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序這三者之間，嵌入式uClinux 是整個軟件系統(tǒng)的樞紐，它采用系統(tǒng)調(diào)用的工作模式，通過文件系統(tǒng)、進(jìn)程管理等與各種硬件驅(qū)動程序（如圖形驅(qū)動、FLASH（閃存） 驅(qū)動、串口驅(qū)動以及打印驅(qū)動等） 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過API （application interface） 與應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

MIIT 的關(guān)鍵實現(xiàn)技