基于嵌入式系統的手機編程開發平臺

　　引言

　　隨著移動通信技術的飛速發展，手機已經從單一的電話通信設備轉變為信息網絡終端，因此，近年來手機編程已經成為一項重要的技術。手機是一個高新技術的集合體，包含了移動終端、嵌入式系統、數字信號處理以及通信協議設置等多項技術。手機編程開發平臺是集合了通信技術、嵌入式技術、電子技術、軟件工程、操作系統等理論的軟硬件的教學與研究開發平臺。在這個開發平臺上開發相應的程序，可以掌握嵌入式系統設計的流程與方法；可以根據使用者的需求，設計并實現手機的基本功能和擴展功能。

　　1 手機編程開發平臺總體結構

　　作為專業技術課程，手機編程技術的教學內容包括系統設置、操作系統使用以及應用軟件開發，因此，手機編程平臺必須支持各項教學內容。另外，作為教學儀器，不僅需要滿足全部工程編程測試等技術環節的學習要求，同時，還必須具有系統靈活、調試方便等特點。因此，手機編程開發平臺硬件的設計應滿足以下要求：支持移動公網通信功能，支持嵌入式設計基本功能，支持擴展操作功能，支持結構調整，支持數字測試。

　　根據上述要求，把手機編程系統設計劃分為硬件平臺和軟件平臺：硬件平臺采用了功能模塊化設計思想，有利于系統硬件的擴充與更改。基于模塊化的設計中，把手機的硬件部分劃分為通信單元模塊、嵌入式系統模塊、音頻輸入／輸出模塊和電源模塊。各模塊在結構與功能上完全獨立，且采用統一的接口規范，使各模塊能簡單方便地連接到一起，構成完整的手機編程硬件平臺。

　　考慮到降低開發成本以及移植與編程難度等因素，軟件開發平臺用嵌入式Linux操作系統作為開發平臺，包括Bootloader的設計、Linux操作系統移植、相關的驅動程序編寫、GUI移植等。

　　軟件和硬件平臺相結合，形成了硬件開放、源碼公開、滿足手機編程開發需要的系統。這個系統是嵌入式系統、GSM／CDMA、操作系統、GUI等技術的綜合技術體，構建了一個完整的、開放的手機編程平臺。

　　2 手機編程開發平臺硬件結構

　　手機編程平臺系統中，需要處理的數據有兩大類：通信數據以及應用程序的數據。這里采用了雙處理器的解決方案，如圖1所示。

　　①公網通信模塊。利用一個微處理器(專用單片機)系統構成通信電路模塊，專門處理與GSM／CDMA通信相關的任務。

　　②應用程序處理模塊。利用嵌入式系統構成本地任務處理模塊，用來運行操作系統及其他應用程序。

　　2．1 公網通信模塊

　　公網通信模塊如圖2所示，采用市場上可購買到的手機模塊實現。以GSM公網通信模塊為例，手機模塊中包括天線、內部Flash、SD RAM、GSM基帶處理器、電源等。GSM基帶處理器是手機模塊的核心部件，其作用相當于一個協議處理器，用來處理外部系統通過串口發送過來的AT指令。天線部分用來實現射頻信號發射一接收、調制一解調，以及射頻信號與基帶處理器之間的信號轉換。匹配電源為處理器及射頻部分提供所需的電源。