基于GPRS网络的嵌入式系统的研究

　　1系统硬件平台设计与实现

　　1.1 终端硬件平台总体介绍

　　本文的终端平台的无线接入模块采用西门子最新推出的 MC39i模块，并以 32位基于ARM920T的微处理 S3C241OX为核心。按照功能分类，本文所实现的硬件平台主要由微处理器单元、存储器单元、串口通讯单元、USB接口单元、电源单元、GPRS通讯模块单元以及JTAG接口单元组成，硬件总框图如图 1所示。

　　1.2 嵌入式微处理器单元

　　本文硬件平台的 CPU采用的 Samsung的基于ARM920T内核的 S3C2410X微处理器，该微处理器是 Samsung公司为手持设备和一般类型应用提供一种低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。S3C2410X采用了 0.18um工艺的 CMOS标准宏单元和存贮器单元。它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。

　　S3C2410X的显著特性是它的 CPU核心，是一个由 Advanced RISC Machine(ARM)有限公司设计的 16/32位的高速缓冲体系结构。这一结构具有独立的 16KB指令 Cache和 16KB数据 Cache，每个都是由 8字节长的行构成。通过提供一系列完整的系列外围设备， S3C2410X大大减少了整个系统的成本，消除了为系统配置额外器件的需要。

　　1.3 GPRS模块 MC39i

　　MC39i是西门子公司最近推出的新一代双频 GSM/GPRS通讯模块的无铅产品，它简洁的封装是很多应用系统中无线高速数据传输的理想解决方案，可以进行数据、语音、SMS和FAX各个方面的应用，且功耗低。它为用户提供了永远在线、高速度、更简单的移动数据通信接入手段。MC39i具有丰富的 AT指令，功能强大，操作灵活方便，是继 GPRS手机外有一种非常重要的 GPRS移动通信系统的终端设备。它的出现给 GPRS的发展注入了新的活力。

　　MC39i具有体积小、重量轻、功耗低等特点。MC39i的工作电压为 3.3伏一 4.8伏，典型电压为 4.2伏。最大工作电流为 2安。模块可以工作在 EGSM900和 GSM1800两个频段。工作于 EGSM900时功耗为 2瓦，工作于 GSM1800时功耗为 1瓦。利用 AT指令进行控制，支持文本和 PDU模式的短消息、第三组的二类传真。模块常用的工作模式有省电模式、IDLE、TALK、数据等模式。通过独特的 40脚的连接器(ZIF)实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。

　　MC39i模块主要由 GSM基带控制器、射频模块、供电模块、闪存、ZIF连接器、射频功率放大器、天线接口六部分组成。

　　1.4 存储器单元设计

　　本系统的外部存储器主要由非易失性存储器 Flash和易失性存储器 SDRAM构成，其中Flash用来存放需要固化的程序，如操作系统和 BootLoader等，掉电后不易丢失，而 SDRAM相当于 PC机的内存，用来运行系统和程序，掉电后易消失。

　　本终端的存储系统包含 8MB Flash存储器和 32M SDRAM。其中 8M的 Flash用来存放内部启动代码、Linux内核以及初始化的 ramdisk映像。剩余的存储空间可存放用户程序。本文采用的 Flash为 Intel公司的28F640J3A，BGA封装。这块芯片有 23根地址线，16根数据线，容量为8MB，128KB的可擦除块;擦除块之间相互独立，每一块的擦除操作可在 1s内完成，并可单独被擦写 100000次;支持8位及16位两种数据宽度工作模式。在采用8位数据宽度模式时，有效地址线为AO-A22;采用 16位数据宽度模式时，有效地址线为Al-A22。在此我们采用 16位数据宽度模式。我们把 16位数据宽度的 Flash存储器映射到 S3C2410X的 ROM Bank()。

　　 2 基于GPRS的终端设计

　　目前硬件上的实现方案有两种，二者各有优缺点，分别叙述如下: 方案1:使用 TCP/IP协议芯片。 此方案利用了硬件协议栈，由单片机调用指令控制芯片，其系统结构如图 2所示。