隨著嵌入式技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，在手機(jī)領(lǐng)域，智能手機(jī)已成為手機(jī)發(fā)展的主流趨勢(shì)。目前在智能手機(jī)領(lǐng)域，從處理器選型、操作系統(tǒng)選擇以及應(yīng)用程 序開發(fā)都是研究的熱點(diǎn)。在高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的課程中也越來(lái)越多地涉及到智能手機(jī)的相關(guān)內(nèi)容，越來(lái)越多的學(xué)生也都投入到智能手機(jī)的學(xué)習(xí)和開發(fā)陣營(yíng)中來(lái)。因 此，為這些學(xué)生提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備顯得很必要。本文提出基于三星S3C2410芯片為核心構(gòu)建智能手機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并結(jié)合無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)電話短消息功能。為學(xué)生進(jìn)行智能手機(jī)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)提供了平臺(tái)，通過本平臺(tái)，學(xué)生可以自己動(dòng)手完成智能手機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的各種軟件開發(fā)，改變了傳統(tǒng)的驗(yàn)證式的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模式，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1 智能手機(jī)軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
手機(jī)的硬件實(shí)現(xiàn)方式主要有3種：
(1)只用基帶芯片，通常稱作功能手機(jī);
(2)基帶芯片加協(xié)處理器，這類產(chǎn)品是在功能手機(jī)的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了多媒體處理功能;
(3)基帶處理器加應(yīng)用處理器。這是智能手機(jī)所采用的設(shè)計(jì)，基帶處理器用于通信，應(yīng)用處理器用于多媒體和其他應(yīng)用。
在設(shè)計(jì)智能手機(jī)硬件平臺(tái)時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面：
(1)應(yīng)用處理器應(yīng)具有足夠高的主頻用以保證系統(tǒng)的運(yùn)行速度，使各種應(yīng)用能夠運(yùn)行暢通;
(2)系統(tǒng)應(yīng)有足夠的內(nèi)存空間用以保存應(yīng)用程序和用戶數(shù)據(jù);
(3)具備良好的人機(jī)交互界面，用戶可以方便地進(jìn)行操作。基帶處理器性能穩(wěn)定，保證用戶實(shí)時(shí)通信。
1.1 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)
硬件主要包括調(diào)試接口、存儲(chǔ)系統(tǒng)、GSM/GPRS通信模塊、人機(jī)交互模塊。核心控制器芯片采用三星公司的S3C2410處理器，頻率穩(wěn)定運(yùn)行 在203 MHz.作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成智能手機(jī)的基本功能，不要求大量數(shù)據(jù)處理，因而203 MHz的主頻能夠保證系統(tǒng)的運(yùn)行速度。系統(tǒng)采用64 MB SDRAM和64 MB NANDFLASH作為存儲(chǔ)系統(tǒng)，從而保證系統(tǒng)和用戶的存儲(chǔ)空間。通信上，應(yīng)用處理器通過UART2連接基帶處理器即GSM/GPRS通信模塊，GSM /GPRS模塊采用SIMCOM公司的SIM300模塊，該模塊具備完善的GSM/GPRS三頻/四頻解決方案，支持GSM通話及短消息收發(fā)和 GPRS數(shù)據(jù)傳輸，可以方便地通過AT命令進(jìn)行控制。系統(tǒng)通過LCD顯示圖形操作界面，采用觸摸屏代替?zhèn)鹘y(tǒng)鍵盤操作，界面更友好，操作更方便。同時(shí)提供擴(kuò) 展接口用于學(xué)生擴(kuò)展智能手機(jī)的其他功能，如利用以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)瀏覽等。整個(gè)系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。
1.2 系統(tǒng)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件平臺(tái)的功能是為應(yīng)用程序開發(fā)提供平臺(tái)。系統(tǒng)軟件以嵌入式Linux操作系統(tǒng)和嵌入式GUI Qtopia為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)的，整個(gè)軟件平臺(tái)的架構(gòu)如圖2所示。
1.2.1 Bootloader
Bootloader是系統(tǒng)上電后運(yùn)行的第一段代碼，主要工作是完成硬件的初始化和為加載操作系統(tǒng)準(zhǔn)備好條件。它的實(shí)現(xiàn)是依賴于硬件的，不同體 系結(jié)構(gòu)開發(fā)板的Bootloader變化很大。為了更好地支持目標(biāo)板的硬件設(shè)備，該系統(tǒng)選擇在ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境下開發(fā)自己的Bootloa- der. Bootloader的實(shí)現(xiàn)過程主要分為以下2個(gè)階段：
(1)主要進(jìn)行與CPU內(nèi)核以及存儲(chǔ)設(shè)備密切相關(guān)的初始化處理工作，這部分的代碼通常用ARM匯編指令編寫，包含在start.S文件中。通常包括一些步驟：
①硬件初始化工作。包括關(guān)閉看門狗;屏蔽所有中斷;設(shè)置處理器時(shí)鐘和工作頻率;初始化外部寄存器;初始化堆棧指針。
②為階段(2)準(zhǔn)備RAM空間，并把階段(2)的代碼拷貝倒RAM,跳轉(zhuǎn)倒階段(2)的入口點(diǎn)。
(2)完成一般的啟動(dòng)流程以及提供目標(biāo)板設(shè)備的驅(qū)動(dòng)支持，這部分會(huì)被拷貝倒RAM中執(zhí)行，這段代碼通常由C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的可讀性和移植性。
通常包括一下步驟：
①通過set_gpios()函數(shù)完成通用I/0設(shè)置;
②通過mere_map_init()，mmu_init()函數(shù)完成內(nèi)存映射和內(nèi)存管理單元初始化;
③初始化MTD設(shè)備，使用mtd_dev_init()函數(shù);
④拷貝NAND FLASH中的Kernel映像文件和根文件系統(tǒng)映像到RAM空間中;
⑤跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核的第一條指令處。
至此，Bootloader的任務(wù)結(jié)束，接下來(lái)的任務(wù)由操作系統(tǒng)完成。
