嵌入式无线接入系统设计

　　1 引言

　　现在各行业对无线通信的需求愈来愈多，能够无线接入Internet 网络是最重要的需求之一。随着信息技术的飞速发展，嵌入式系统也正在迅速、广泛地应用于工业、服务业和消费电子业。XSCALE 微架构应用处理器，是 Intel公司为新一代无线应用产品开发的嵌入式处理器。CDMA 1X无线通信网络，引入了高速分组数据业务和IP 技术， 为支持各种多媒体分组业务打下了基础，CDMA 1X 能提供153.6 kb/s 的数据速率。CDMA （Code Division Multiple I Access）无线网络系统已分别在美国、韩国、中国和中国香港等区域投入使用，取得了良好的网络性能，美国高通、诺基亚公司、韩国三星公司、三洋电子公司和西门子公司等世界大公司都进行了CDMA 系统的研发。

　　嵌入式系统的开发多采用模块化的思想，首先在开发板上进行，然后根据实际性能再进一步开发。XSBase是一款基于英特尔XSCALE PXA255处理器的高端嵌入式设备开发平台，该平台支持嵌入式设备的软硬件开发，我们在该平台上开发实现了以Intel　XSCALE PXA255 高性能嵌入式处理器为核心硬件平台，以嵌入式Linux为操作系统，以CDMA 1X无线通信模块YCIG-CCMG1X800为核心通信单元、支持宽带无线网络CDMA 1X 的嵌入式无线通信接入系统。

　　2 嵌入式无线通信终端系统总体描述

　　我们所设计的嵌入式无线通信终端系统，是一种移动无线通信接入系统，它在整个通信网络中的位置示意如图1，它能够无线接入当前已经遍布全国的CDMA 1X无线蜂窝网络，也可以通过CDMA 1X无线网络接入Internet或者PSTN（Public Switched Telephone Network）。该无线通信终端系统带有高性能的嵌入式处理器，支持液晶屏显示和嵌入式Linux操作系统，具有低功耗和便于移动携带的特点。

　　（注：MSC（Mobile Switching　Center）移动交换中心；BTS（Base Station）基站；IWF （Inter-Working Function） 互通功能。）

　　3 嵌入式无线通信终端系统的结构组成

　　嵌入式系统一般包括硬件和软件两部分，该嵌入式无线通信终端系统的硬件是由Intel XSCALE PXA 255 ARM架构嵌入式处理器（400MHz主频）、CDMA 1X无线通信模块YCIG-CCMG1X800、SDRAM（64Mbyte）、FLASH（32Mbyte）、6.4英寸TFT LCD液晶屏（真彩，分辨率640x480）、触摸屏（四线电阻式）、电源模块以及扩展接口（GPIO）组成，通信终端系统硬件构成如图2所示。

　　3.1 嵌入式微处理器

　　嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器，嵌入式微处理器一般就具备以下特点：对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间；嵌入式微处理器功耗很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备。XSCALE PXA 255 就是一种高性能（主频400MHz）低功耗的ARM架构的嵌入式微处理器，它的主要特性如下：采用7/8级流水线；支持多媒体处理技术;指令快存（I-Cache32KB）；数据快存（D—Cache32KB），可重构为28KB片内RAM;指令存储器管理单元I—MMU;动态电源管理功能。目前，根据系统工作环境的要求我们选用了Intel XSCALE PXA 255。

　　3.2 无线通信模块

　　无线通信模块的是建立无线通信链路，接入CDMA 1X无线网络的基础，我们选用的CDMA 1X无线通信模块是YCIG-CCMG1X800。

　　YCIG-CCMG1X800是CDMA 1X RTT（Radio Transmission Technology）无线通信模块之一，能够适用于多种无线终端设备。支持R-UIM卡，模块允许应用软件开发，支持开放AT命令集。它与处理器通过标准RS-232接口相连接。该模块能直接读取UIM卡信息，带有MODEM状态指示灯，基于以上特性该模块我们选用作为无线通信模块。

　　3.3 存储器

　　为了满足数据存储的需要，我们采用了64M的SDRAM和32M的Flash，PXA 255处理器可以与16位或32位异步SRAM接口。我们可以用与SRAM类似的接口访问Flash存储器。

　　3.4 显示单元

　　PXA255处理器内部集成有LCD控制器，它提供了从处理器到Active（TFT）显示屏的接口，LCD控制器的作用是将Frame Buffer里的数据传输到LCD控制器的内部，然后经过处理，输出数据到LCD的输入引脚上。触摸屏带有触摸屏控制芯片，触摸屏控制芯片与PXA 255相连接。触摸屏是一种透明的绝对定位系统，一般分为四个基本类型：电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线式触摸屏和声表面式触摸屏；我们设计使用的是电阻式触摸屏。

　　3.4 电源单元

电源单元采用模块化设计，输入＋5V输出3V和稳定的5V分别供给通信模块使用和处理器使用，在系统设计实现中加入了多级稳压电路和高精度低功耗CMOS线性调压电路，它起到电源管理的作用，电源管