解析S3C2410在智能移動業務的應用

1 引 言

二十一世紀是信息化的時代，第三產業在各國的比重不斷上升，特別是服務業，信息服務業成為21世紀的主導產業，這導致了電子商務的產生和發展，在全球信息化大勢所驅的影響下，各國的電子商務不斷的改進和完善，電子商務成為各個國家和各大公司爭奪的焦點。研究探討電子商務現狀和制定實施恰當的電子商務的政策問題就十分迫切。而在我國，計算機與網絡技術的普及與發展，電子商務迅速崛起，眾多的信息技術企業、風險投資公司、生產流通企業紛紛開展電子商務。

移動通信運營商在用戶數量和運營收入飛速增長的同時，也面臨著眾多的新問題。目前移動運營商進行擴張面臨的一個重要問題是：也可以在鄉鎮地區和城市的遠郊區開設規模較小、具備全部服務功能的普通營業廳；但是在偏遠的農村等廣大區域，開設營業廳面臨著人力物力的投入，加大成本，不便于管理等很多困難。另一個重要的問題是：現階段移動運營商的手機號碼管理方式是根據營業網點的業務數量（即放出號碼數量），將已經燒錄好的SIM卡或虛擬號碼放置在各個營業網點?；玖鞒淌强蛻粼谝粋€營業網點選擇喜歡的號碼，辦理開戶業務，獲得SIM卡，然后使用。這樣的管理方式有很多弊端，用戶不能很好地選擇自己喜歡的號碼，同樣各個營業網點也存在號碼管理分配混亂，沒有實現資源最大化利用的問題。

本文根據這一新的需求，提出一種智能移動業務終端設計方案，結合移動通信運營商定制的業務功能，可以很好地解決這些問題。

2 終端硬件設計

2.1 功能分析

現在的智能終端都具有強大的通信功能、日常工作輔助功能和多媒體娛樂功能。這里設計開發的智能移動業務終端系統除了滿足普通智能終端的功能之外，還要具備如下的定制功能：

（1）繳費功能。包括短信充值、繳納分攤預存和專項月租、賬戶管理和打印繳費憑證等。

（2）選號功能。包括所有號碼選取和分HLR選取號碼。

（3）開戶功能。開戶成功后，可以打印開戶的憑證；如果是空卡，可以遠程寫卡。

（4）SIM卡的燒錄功能。村級代理營業網點可利用專用終端RPS讀寫卡器，完成SIM卡的讀寫，實現卡號分離。SIM卡是（Subscriber Identity Model 客戶識別模塊）的縮寫，也稱為智能卡、用戶身份識別卡， GSM數字移動電話機必須裝上此卡方能使用。它在一電腦芯片上存儲了數字移動電話客戶的信息，加密的密鑰等內容，可供GSM網絡客戶身份進行鑒別，并對客戶通話時的語音信息進行SIM卡的使用，完全防止了并機和通話被竊聽行為，并且SIM卡的制作是嚴格按照GSM國際標準和規范來完成的，從而可靠的保障了客戶的正常通信。您剛入網時得到的SIM卡是一張大卡，小卡是嵌在大卡上的，目前手機普遍使用小卡，您可以把小卡從大卡上取下使用。SIM卡在GSM系統中的應用，使卡和手機分離，SIM卡唯一標識一個客戶。一張SIM卡可以插入任何一部GSM手機中使用，而使用手機所產生的通信費則自己記錄在該SIM卡所唯一標識的客戶帳上。SIM卡容量有8K、16K、32K、64K,其中16K以上的大容量的SIM卡統稱為多功能STK卡。

（5）票據打印功能。內置小型的熱敏打印設備或者針式打印設備，可以打印相應票據。

2.2 硬件平臺選取

智能移動終端系統的架構主要分為3類：

（1）既處理通信協議又實現應用功能的單一高性能內核處理器系統架構；

（2）基帶處理器加應用處理器的系統架構；

（3）采用多個不同的處理器內核的系統架構。

采用基帶處理器加應用處理器的系統架構，應用處理器選用Samsung的S3C2410,GSM/GPRS處理器選用華為的GTM900.

2.3 硬件系統結構

本文設計的移動數字業務終端是一個嵌入式系統，主要分為通信子系統和多媒體應用子系統2部分，如圖1所示。

2.4 模塊設計

業務終端主要由應用處理器、GSM/GPRS模塊、LCD模塊、音頻編解碼模塊、電源管理模塊、打印機模塊、外圍擴展接口等組成。

應用處理器S3C2410采用272引腳FBGA封裝，內含一個ARM920T內核，主要的片內外圍有SDRAM控制器、SDRAM采用地址線行列復用技術。對存儲器單元的訪問是基于頁面的訪問。而一般處理器的外部地址總線是獨立的。因此，SDRAM控制器也必須提供一種地址映射關系，將處理器輸出的高位地址映射到SDRAM的行地址，低位地址映射到SDRAM頁面內的列地址。 3通道的UART、4通道的DMA、4個具有PWM功能的計時器和1個內部時鐘、8通道的10位ADC、觸摸屏接口和I2C總線接口等。

GSM/GPRS無線模塊GTM900支持標準的AT命令及增強AT命令，提供豐富的語音和數據業務功能，是高速數據傳輸等各種應用的理想解決方案。

S3C2410集成了LCD控制器，通過對垂直和水平同步信號、偏置信號和象素時鐘信號的編程，可以很好的支持LCD顯示。選用的是3.5英寸QVGA的觸摸屏。

音頻編解碼模塊選用Philips的UDA1341TS.UDA1341TS提供2組音頻輸入信號線，1組音頻信號輸出線，1組I2S總線接口信號，一組L3總線。

以太網是Xerox公司發明的基帶LAN標準。它采用帶沖突檢測的載波監聽多路訪問協議（CSMA/CD），速率為10Mbps,傳輸介質為同軸電纜。以太網是在20世紀70年代為解決網絡中零散的和偶然的堵塞而開發的，而IEEE802.3標準是在最初的以太網技術基礎上于1980年開發成功的。現在，以太網一詞泛指所有采用CSMA/CD協議的局域網。以太網2.0版由數字設備公司、Intel公司和Xerox公司聯合開發，它與IEEE802.3兼容。 以太網和IEEE802.3通常由接口卡（網卡）或主電路板上的電路實現。以太網電纜協議規定用收發器將電纜連到網絡物理設備上。收發器執行物理層的大部分功能，其中包括沖突檢測及收發器電纜將收發器連接到工作站上。 以太網控制器采用Cirrus Logic的CS8900A,該控制器與S3C2410有很好的兼容性，物理層支持以太網協議，集成發射和接收緩沖區。

打印機模塊采用微型熱敏或針式打印機，可以滿足各類票據打印的需求。

在此對電源管理模塊的設計加以特別的說明：移動業務終端包含GSM/GPRS、打印機、LCD等多個模塊，還有S3C2410內核，因此需要多個不同的高質量電平。在該系統中，需要使用5 V（VDDPRN,為打印機模塊供電）、4 V（VDDGSM,為GSM模塊供電），3.3 V（VDD33,為存儲器、外部I/O供電）和1.8 V（VDD18,為S3C2410內核供電）的直流穩壓電源。因此有外接鋰電池，這樣還要考慮電池充放電及外接直流電源優先級的問題。

采用Linear公司的LTC4085電源控制芯片，很好地解決了以上問題。設計的系統輸入電壓為5 V直流穩壓電源，經過LTC4085進行充放電判斷，輸出高質量的5 V電壓，然后輸出分為3路。第一路經過LM1086,經過計算，選用一個阻值為266 Ω的電阻可以得到4 V的輸出（即VD-DGSM），為GSM模塊供電；第二路經過LTC3428,得到高質量的5 V電壓（即VDDPRN），為打印機模塊供電；第三路分別經過3.3 V的AS1117和1.8 V的AS1117,分別得到高質量的3.3 V電壓和1.8 V電壓。如圖2所示。設計制作的開發板實際測試，各個電壓均符合設計要求。

實用化產品設計必須考慮到使用時的極端情況，本業務終端也面臨同樣的設計問題。假設當打印機正在打印票據時，有電話接入，GSM/GPRS模塊立即開始工作，這時的功耗即為設計最大功耗。由表1可以看出設計的輸入功率為15 W,而打印機模塊工作的最大功率為9 W,GSM/GPRS模塊的最大功率為2 W,其他模塊的最大功率之和不超過3 W,最大使用功率為14 W小于輸入功率15 W,可以滿足使用的極端情況。

3 終端軟件設計

終端的軟件由3部分組成：Windows CE操作系統移植，設備驅動程序和自主開發的應用程序。Windows CE操作系統是用戶控制系統的平臺，設備驅動程序采用模塊化設計，向上為用戶層的解碼應用程序提供API函數，向下通過硬件系統API函數控制系統硬件。自主開發的應用程序包括輸入法、UI設計、電話簿等。

在此對輸入法的設計加以特別的說明：Windows CE的中文輸入法實現為一個動態鏈接庫，由操作系統負責輸入法的調用。根據Windows的系統說明，輸入法編輯器（IME）的動態鏈接庫需要實現15個接口函數。要完成的函數為ImeInquire,ImePressKey,ImeSelect,ImeToAsci-iEx,UIWndProc,CandWndProc,StatusWndProc.主要是利用Windows的輸入法管理功能實現不同的應用窗體、不同的Windows控件的輸入法彈出控制、錄入按鍵截取以及發送。邏輯流程如圖3所示。

輸入法按鍵方式采用電話12鍵，類似普通手機輸入法；*鍵用于在非電話輸入狀態切換輸入法；#鍵用于在非電話輸入狀態輸入標點；上、下、左、右鍵用于換頁或選擇輸入拼音；選擇鍵用于確定所選字或字母；刪除鍵用于刪除一個字或字母。

4 結 語

本智能移動業務終端主要應用于城鎮遠郊區和廣大農村地區，可用此終端建立營業網點系統。在網絡層，運營商可以為終端開設內部專用網，也可以使用外部公眾網。采用加密解密算法可以保證系統安全。

本文設計的智能移動業務終端與普通的智能終端相比，其主要創新思想在于硬件增加了SIM卡燒寫、票據打印等功能，軟件增加了繳費、選號、開戶等功能。該智能業務終端具有良好的性能和擴展性，明確的市場定位和迫切的需求，依托運營商的強大市場推動力，在目前移動通信飛速發展的時期具有廣闊的市場前景。