專利名稱：一種基于WindowsCE的手持終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于S3C2440與Windows CE的嵌入式手持終端系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
手持終端是指具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及計(jì)算能力、可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)、能與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、有人機(jī)界面，具體而言要有顯示和輸入功能及電池供電特性的便于攜帶的數(shù)據(jù)處理終端。手持終端常見(jiàn)的有PDA、智能手機(jī)、條碼數(shù)據(jù)采集器、手持IC卡數(shù)據(jù)終端等。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)信息化和電子化的逐步提高，功能多樣而又精巧實(shí)用的掌上型智能設(shè)備日益受到各國(guó)的重視。由于高性能嵌入式處理器及操作系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，使得手持終端得到迅猛發(fā)展。國(guó)外一些國(guó)家早已進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，并將此類產(chǎn)品裝備到特定的軍事作戰(zhàn)場(chǎng)合。美軍早在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中就投入少量的手持終端，裝備指揮官使用，911 后，美軍已經(jīng)可以通過(guò)士兵的頭盔攝像頭把實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)視頻傳輸?shù)綉?zhàn)區(qū)級(jí)指揮機(jī)構(gòu)，可以用無(wú)人機(jī)獲取巷戰(zhàn)街道建筑物信息并傳輸?shù)绞勘殖纸K端。手持終端在技術(shù)上采用高性能的嵌入式處理器和操作系統(tǒng)，具有專用緊湊、用途固定、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件代碼小、執(zhí)行速度快等特點(diǎn)。嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，是控制、輔助系統(tǒng)運(yùn)行的硬件單元，典型嵌入式處理器的組成如圖1所示，嵌入式處理器可分為低端的微控制器(Microcontroller Unit, MCU)、中高端的嵌入式微處理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)、通信領(lǐng)域的 DSP 處理器(Digital Signal Processor, DSP)和高度集成的片上系統(tǒng)(System on Chip, SoC)。典型嵌入式操作系統(tǒng)的基本組成如圖2所示，嵌入式操作系統(tǒng)(EOS)是嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分，它是一種支持嵌入式應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件。能夠有效的管理復(fù)雜系統(tǒng)資源，完成進(jìn)程管理、處理器調(diào)度、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、中斷處理等操作系統(tǒng)任務(wù)。常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)分為美國(guó) WindRiver 公司的 VxWorks、Microsoft 公司的 Windows CE、uC/0S 和 uC/OS-II、嵌入式 Linux、Paml0S、QNX、Delta OS、Hopen OS、和 pSOS?，F(xiàn)有的手持終端不僅價(jià)格昂貴，而且技術(shù)依賴性強(qiáng)，保密性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有手持終端價(jià)格昂貴、保密性差等問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的基于Windows CE的手持終端。本發(fā)明的基于Windows CE的手持終端采用以下技術(shù)解決方案該手持終端包括嵌入式處理器、CPU處理器、JTAG協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口和UART數(shù)據(jù)總線，CPU處理器、JTAG協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口、UART數(shù)據(jù)總線均與嵌入式處理器連接；嵌入式處理器選用ARM9S3CM40芯片，CPU處理器采用Samsung S3C2440A,網(wǎng)絡(luò)接口采用的芯片為DM9000 ；采用嵌入式Windows CE操作系統(tǒng)作為終端系統(tǒng)運(yùn)行程序的平臺(tái)，內(nèi)核的定制只選擇與系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的模塊組件，取出冗余部分，盡量減少內(nèi)核的大小，開(kāi)發(fā)時(shí)自定義內(nèi)核配置方式完成內(nèi)核的定制，定制后的內(nèi)核包括了終端系統(tǒng)應(yīng)用程序運(yùn)行需要的所有函數(shù)庫(kù)和應(yīng)用組件，在12種基礎(chǔ)庫(kù)類中只選擇了三個(gè)本終端需要的基礎(chǔ)庫(kù)類C Libraries &Runtime s、Micro soft foundation Classes (MFC)禾口 Standard SDK for Windows CE ；將定制好的內(nèi)核工程導(dǎo)出為SDK安裝文件，再通過(guò)安裝SDK文件在Embedded Visual C++4. 0中開(kāi)發(fā)基于此平臺(tái)的應(yīng)用程序。本發(fā)明手持終端的設(shè)計(jì)根據(jù)功能需求，結(jié)合硬件和軟件的技術(shù)特點(diǎn)，在保證系統(tǒng)功能性和穩(wěn)定性的前提下，對(duì)各種硬件和軟件資源進(jìn)行比較選擇，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。


圖1是典型嵌入式處理器的組成框圖。圖2是典型嵌入式操作系統(tǒng)的基本組成示意圖。圖3是本發(fā)明手持終端的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是Windows CE操作系統(tǒng)內(nèi)核定制流程圖。圖5是正在定制中的Windows CE內(nèi)核示意圖。
具體實(shí)施例方式(1)開(kāi)發(fā)手持終端的硬件平臺(tái)手持終端的設(shè)計(jì)首先是嵌入式處理器的選擇，選用ARM9S3CM40芯片是因?yàn)樗哂袠O高的性能和極低的功耗，另外，可以根據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)行功能擴(kuò)展，也是選用的一個(gè)重要因素。S3CM40芯片是一款高性能、低價(jià)格、功耗低的RISC處理器，采用該芯片的手持終端體積更小，電池使用更久、處理速度更快、使系統(tǒng)性能得到極大的提高。本發(fā)明手持終端的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3。CPU 處理器Samsung S3C2440A，主頻 400MHz，最高 533MHz ;2 片 32M 的 SDRAM, SDRAM系統(tǒng)代碼的運(yùn)行場(chǎng)所，其特點(diǎn)是掉電后數(shù)據(jù)即丟失；128M的NAND FLASH，用于存放嵌入式操作系統(tǒng)及用戶程序，其特點(diǎn)是掉電后數(shù)據(jù)不丟失，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，NANDFlash存儲(chǔ)器前4KB將被自動(dòng)加載到M40的SRAM中執(zhí)行，這樣提高了系統(tǒng)的啟動(dòng)速度；JTAG 進(jìn)行軟件下載，便于在線調(diào)試和編程。網(wǎng)絡(luò)接口 S3CM40本身沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)接口，通過(guò)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接口的模式為系統(tǒng)提供以太網(wǎng)接入。選用的芯片為DM9000。UART 是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計(jì)中，UART用來(lái)與PC進(jìn)行通信，包括與監(jiān)控調(diào)試器和其它器件。(2)定制精簡(jiǎn)穩(wěn)定的嵌入式Windows CE操作系統(tǒng)作為終端系統(tǒng)運(yùn)行程序的平臺(tái)操作系統(tǒng)(OS)是嵌入式軟件的最底層，選擇并裁剪一款合適的操作系統(tǒng)是構(gòu)建嵌入式操作系統(tǒng)的重要組成部分。Platform Builder是微軟公司提供給Windows CE開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行基于Windows CE平臺(tái)下嵌入式操作系統(tǒng)定制的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。它提供了所有進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、編譯、測(cè)試和調(diào)試。Windows CE操作系統(tǒng)平臺(tái)的工具。它運(yùn)行在桌面Windows 下，但與普通的Windows不同，可以根據(jù)需要進(jìn)行參見(jiàn)定制，對(duì)于不同的應(yīng)用，可以通過(guò)交互式的環(huán)境，選擇不同的模塊進(jìn)行組合，來(lái)設(shè)計(jì)和定制內(nèi)核，達(dá)到精簡(jiǎn)高效的目的，然后進(jìn)行編譯和調(diào)試。Windows CE操作系統(tǒng)內(nèi)核定制流程如圖4。
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本發(fā)明結(jié)合Windows CE模塊化的特性，內(nèi)核的定制根據(jù)需要，只選擇與系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的模塊組件，去除冗余部分，盡量減少內(nèi)核的大小，開(kāi)發(fā)時(shí)自定義內(nèi)核配置方式完成內(nèi)核的定制，定制后的內(nèi)核包括了終端系統(tǒng)應(yīng)用程序運(yùn)行需要的所有函數(shù)庫(kù)和應(yīng)用組件。在12種基礎(chǔ)庫(kù)類中只選擇了三個(gè)本終端需要的基礎(chǔ)庫(kù)類C Libraries &Runtimes, Microsoft foundation Classes(MFC) ^P Standard SDK for Windows CE。正在定制中的 Windows CE內(nèi)核如圖5。將定制好的內(nèi)核工程導(dǎo)出為SDK安裝文件，它主要包含與定制平臺(tái)有關(guān)的頭文件、庫(kù)和一些文檔等內(nèi)容，再通過(guò)安裝SDK在Embedded Visual C++4. 0中開(kāi)發(fā)基于此平臺(tái)的應(yīng)用程序。3、在Embedded Visual C++4. 0 (EVC)環(huán)境下開(kāi)發(fā)手持終端的應(yīng)用程序由于手持終端體積小，必然要求應(yīng)用軟件也盡可能地減少對(duì)系統(tǒng)資源地消耗，同時(shí)還要保證很高地執(zhí)行效率，所以在Windows CE開(kāi)發(fā)軟件中必須選擇一個(gè)編譯的程序能快速執(zhí)行的編譯器，同時(shí)能夠相對(duì)減少對(duì)系統(tǒng)資源的消耗。EVC是最符合上面條件的編譯器， 想比較而言，EVB的代碼相對(duì)冗長(zhǎng)，而VS雖然開(kāi)發(fā)時(shí)間上要快一些，可執(zhí)行效率和資源節(jié)省程序都不如EVC。所以根據(jù)手持終端的需求，用PB定制平臺(tái)并開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序、用EVC開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。基于Windows CE的手持終端的設(shè)計(jì)，屬通信技術(shù)嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域。設(shè)計(jì)完成的終端具有以下功能1)閱讀電子書(shū)籍、圖片；2)存儲(chǔ)、修改和查詢作戰(zhàn)裝備信息資料；3)播放視頻。與現(xiàn)有技術(shù)采用嵌入式芯片設(shè)計(jì)手持終端的方法相比，本發(fā)明方法的建立在填補(bǔ)我軍手持終端設(shè)計(jì)空白的基礎(chǔ)上，具有極高的軍事價(jià)值。以上所述僅是本手持終端的設(shè)計(jì)實(shí)施方案，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本手持終端的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出改進(jìn)和功能擴(kuò)展，這些改進(jìn)和功能擴(kuò)展也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種基于Windows CE的手持終端，其特征是該手持終端包括嵌入式處理器、CPU處理器、JTAG協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口和UART數(shù)據(jù)總線，CPU處理器、JTAG協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口、 UART數(shù)據(jù)總線均與嵌入式處理器連接；嵌入式處理器選用ARM9S3CM40芯片，CPU處理器采用Samsung S3C2440A,網(wǎng)絡(luò)接口采用的芯片為DM9000 ；采用嵌入式WindowsCE操作系統(tǒng)作為終端系統(tǒng)運(yùn)行程序的平臺(tái)，內(nèi)核的定制只選擇與系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的模塊組件，去除冗余部分，以減少內(nèi)核的大小，開(kāi)發(fā)時(shí)自定義內(nèi)核配置方式完成內(nèi)核的定制，定制后的內(nèi)核包括了終端系統(tǒng)應(yīng)用程序運(yùn)行需要的所有函數(shù)庫(kù)和應(yīng)用組件，在12種基礎(chǔ)庫(kù)類中只選擇了三個(gè)本終端需要的基礎(chǔ)庫(kù)類C Libraries & Runtimes、Microsoft foundation Classes 禾口 Standard SDK for Windows CE ；將定制好的內(nèi)核工程導(dǎo)出為SDK安裝文件，再通過(guò)安裝SDK 文件在Embedded Visual C++4. O中開(kāi)發(fā)基于此平臺(tái)的應(yīng)用程序。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于Windows CE的手持終端，該手持終端包括嵌入式處理器、CPU處理器、JTAG協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口和UART數(shù)據(jù)總線，CPU處理器、JTAG協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口、UART數(shù)據(jù)總線均與嵌入式處理器連接；嵌入式處理器選用ARM9S3C2440芯片，CPU處理器采用Samsung S3C2440A，網(wǎng)絡(luò)接口采用的芯片為DM9000；采用嵌入式Windows CE操作系統(tǒng)作為終端系統(tǒng)運(yùn)行程序的平臺(tái)。本發(fā)明手持終端的設(shè)計(jì)根據(jù)功能需求，結(jié)合硬件和軟件的技術(shù)特點(diǎn)，在保證系統(tǒng)功能性和穩(wěn)定性的前提下，對(duì)各種硬件和軟件資源進(jìn)行比較選擇，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
文檔編號(hào)G06F15/00GK102163068SQ201110070858
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者劉福軍, 尹立新, 張堃, 王新, 陳鶴 申請(qǐng)人:山東大學(xué)