嵌入式系统在军用PDA中的设计与实现

1．引言：

随着现代战争的信息化和电子化,功能多样而又精巧实用的掌上型智能设备（军用PDA）日益受到军方的重视。

由于军用PDA需要将卫星定位、无线通信、图像摄取传送等等功能集于一体,对于高科技战争中各作战个体至关重要,国外一些国家早已从事相关技术的研究和开发,并将此类产品装备到特定的作战场合。军用PDA产品根据不同的应用场合有不同的功能要求,涉及多种当前最先进的技术,如嵌入式CPU应用、多任务操作系统RTOS、GIS应用、卫星定位系统定位、无线通信、蓝牙技术、CCD技术、图像处理技术等。本文结合一款通用的32位CPU来阐述军用PDA的构成以及实现方法。

2．硬件实现：

根据现代军队的高科技作战的特点,我们为军队而设计的PDA就应该符合军事的特殊要求。首先在功能上应该具有实时性强、稳定的定位功能、清晰的图像处理传输、无线通讯等。这样我们的硬件构成也就基本确定。

2．1．CPU简介：

CPU作为PDA产品的控制核心,应具备低功耗、超低温、支持LCD驱动等功能。SHARP LH7A400是一款以arm9为内核的嵌入式处理器。它是一个高集成的32位的arm922T RISC精简指令集的处理器核。它恰当的提供了很多I/O功能,配合很少量的外围逻辑就可以集成一个小型计算机系统。以下简要介绍处理器的主要特征：

2．2．电源规划：

军用PDA的使用环境有相当的一部分是在野外,而野外的工作环境是无法对PDA 设备进行经常性的充电,但是我们的外设又非常的多,电流消耗又非常的大。这样就存在了一个很突出的矛盾。因此在电路设计中我们要对其进行十分细致的规划。

首先我们这里采用大容量的锂电池,例如1000mAh甚至更大。其次这里我们大量的采用LDO,把每一个电源消耗环节尽量的进行细分已达到能都独立供电或组合供电来控制设备的启用和停止。再次对大电流设备我们要进行独立供电。我们不仅仅要保证系统的稳定电源需求,同时也要保证例如GPRS等模块的大电流消耗。最后要特别注意在特定模块部分电源启动时的电源冲击问题,如果不给予足够的认识就会造成系统的不稳定甚至于死机。

图1

2．3．CCD接口：

CCD图像技术可用于特定的场合,如侦察、探测等,借助军用PDA的存储、处理和传输功能来达到相应的军事目的。这里我们就采用30万象素甚至更高分辨率的CMOS来满足我们的需求。同时为了系统的实时要求我们还要添加一片FIFO来对图像数据进行缓存以免数据的丢失。

图2

2．4．USB通讯接口：

通过USB 接口我们可以把例如图像资料、 卫星定位系统航道信息等许多重要的需要另外进行存储和分析的信息进行传输。USB1.1的接口足够满足绝大多数的数据通讯需求。这里我们采用的CPU就包含一个USB Device 接口,通过对特定寄存器进行控制以及软件的编写便可以实现数据串行通讯的需要。