嵌入式移動通信技術的研究及發展

　　【摘要】 隨著信息技術的飛速發展，嵌入式系統應用的范圍越來越廣，手機、PDA、網絡冰箱、機頂盒等嵌入式產品越來越普及。形式多樣的嵌入式設備正努力把Internet連接到人們生活各個角落，中國嵌入式設備的潛在消費者數量將以億為單位。如果說PC機的發展帶動了整個桌面軟件的發展，那么嵌入式產品的廣泛普及必將為嵌入式系統軟件產業的蓬勃發展提供無窮的推動力。
　　本文首先介紹嵌入式系統的基本概念，包括嵌入式系統設計的過程、嵌入式操作系統和嵌入式開發的具體步驟。
　　【關鍵詞】 嵌入式系統;移動通信技術；GPRS
　　
　　一、嵌入式移動通信技術的發展現狀及趨勢
　　
　　Internet與網絡的迅速普及應用，并向家庭領域不斷擴展，使消費電子、計算機、通信（3C）一體化趨勢日趨明顯，嵌入式系統再度成為研究與應用的熱點。未來嵌入式系統有以下幾大發展趨勢：
　　嵌入式開發是一項系統工程，因此要求嵌入式系統廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統本身，同時還需要提供強大的硬件開發工具和軟件包支持。目前很多廠商已經充分考慮到這一點，在主推系統的同時，將開發環境也作為重點推廣。比如三星在推廣Arm7，Arm9芯片的同時還提供開發板和版及支持包（BSP），而WindowCE在主推系統時也提供Embedded VC＋＋作為開發工具，還有Vxworks的Tonado開發環境，DeltaOS的Limda編譯環境等等都是這一趨勢的典型體現。當然，這也是市場競爭的結果。
　　網絡化、信息化的要求隨著因特網技術的成熟、帶寬的提高日益提高，使得以往單一功能的設備如電話、手機、冰箱、微波爐等功能不再單一，結構更加復雜。這就要求芯片設計廠商在芯片上集成更多的功能，為了滿足應用功能的升級，設計師們一方面采用更強大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯片或信號處理器DSP增強處理能力，同時增加功能接口，如USB，擴展總線類型，如CAN BUS，加強對多媒體、圖形等的處理，逐步實施片上系統（SOC）的概念。軟件方面采用實時多任務編程技術和交叉開發工具技術來控制功能復雜性，簡化應用程序設計、保障軟件質量和縮短開發周期。
　　網絡互聯成為必然趨勢：未來的嵌入式設備為了適應網絡發展的要求，必然要求硬件上提供各種網絡通信接口。傳統的單片機對于網絡支持不足，而新一代的嵌入式處理器已經開始內嵌網絡接口，除了支持TCP／IP協議，還有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一種或者幾種，同時也需要提供相應的通信組網協議軟件和物理層驅動軟件。軟件方面系統內核支持網絡模塊，甚至可以在設備上嵌入Web瀏覽器，真正實現隨時隨地用各種設備上網。
　　精簡系統內核、算法，降低功耗和軟硬件成本：未來的嵌入式產品是軟硬件緊密結合的設備，為了減低功耗和成本，需要設計者盡量精簡系統內核，只保留和系統功能緊密相關的軟硬件，利用最低的資源實現最適當的功能，這就要求設計者選用最佳的編程模型和不斷改進算法，優化編譯器性能。因此，既要軟件人員有豐富的硬件知識，又需要發展先進嵌入式軟件技術，如Java、Web和WAP等。
　　提供友好的多媒體人機界面：嵌入式設備能與用戶親密接觸，最重要的因素就是它能提供非常友好的用戶界面。圖像界面，靈活的控制方式，使得人們感覺嵌入式設備就像是一個熟悉的老朋友。這方面的要求使得嵌入式軟件設計者要在圖形界面，多媒體技術上痛下苦功。手寫文字輸入、語音撥號上網、收發電子郵件以及彩色圖形、圖像都會使使用者獲得自由的感受。目前一些先進的 PDA 在顯示屏幕上已實現漢字寫入、短消息語音發布，但一般的嵌入式設備距離這個要求還有很長的路要走。
　　
　　二、GPRS 接入Internet模型設計
　　
　　下面我們以S3C2410芯片為例介紹嵌入式在通信技術方面的應用。
　　傳統的GSM網絡僅能9.6Kbit/s速率的數據傳輸業務，這遠遠不能滿足用戶對高速無線數據業務的需求。GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線業務）是構架在傳統ＧＳＭ網絡之上的一種標準化的分組交換數據業務，它可以提供高達115kbit/s速率的分組數據業務，從而使得包括圖片、話音和視頻的多媒體業務在無線網絡中的傳輸成為現實。
　　隨著桌面計算與嵌入式計算的逐漸融合，所有的嵌入式消費設備和智能應用形式都有接人Internet的需求。與PC采用有線方式接入Internet不同，嵌入式設備大都具有分散性和移動性，不適合以有線方式接人。相應地，運用GPRS技術實現嵌入式設備的Internet無線接入開始為人們重視并成為當前嵌入式開發者的新課題。本文針對這一課題，采用S3C2410微處理器和MC35T GPRS無線通信模塊構建了——嵌入式Internet接人平臺。
　　1.S3C2410芯片
　　S3C2410 芯片基于ARM920T內核，采用五級流水線和哈佛結構，提供1.1MIPS/MHz的性能，是高性能和低功耗的硬宏單元。ARM920T具有全性能的MMU、指令和數據Cache以及高速AMBA總線接口。
　　2.MC35T通信模塊
　　MC35T是一款支持GPRSC lass8的高速無線通信終端，具有體積小、重量輕、功耗低等特點。該模塊是GPRS的B類通信模塊，支持語音通訊，具有G