基于uClinux的嵌入式多功能信息交互终端

信息交互终端是一种以信息交流为主要目的,为个性化用户提供信息处理、存储和查询等功能的嵌入式设备。与个人电脑机相比,该设备结构简单、功能专一、操作简单。目前,信息交互终端主要应用于银行、移动通信和视频会议等领域。  

1) 银行金融终端。银行金融终端是一种以通过网络进行金融交易为主要功能的低端设备,能24 小时为客户提供服务,即客户能够随时通过该终端实现存取款、转帐、查询等操作。目前该类型终端已经走入我国的大中型城市,但其应用功能较少。  

2) 移动通信终端。移动通信终端主要以手机和掌上电脑( PDA) 为主要代表。其中手机以语音传输为主,兼有收发短消息、WAP (无线应用协议) 上网的功能DA 具有个人数据管理、网络通讯等功能,并且携带方便,但价格较高。  

3) 视频会议终端。视频会议终端以视频通讯作为一种有效的多媒体通讯方式,已经成为个人内容服务和企业内容服务的主要信息交流工具,但目前还处于初级阶段。  

总之,信息交互终端正在全球蓬勃发展,并成为人们生活和工作中不可缺少的信息交流工具,但由于它们应用功能少、性价比低,造成其在信息家电等领域得不到广泛应用。目前,多种功能一体化和应用于不同领域已成为信息交互终端的研究重点。其一,具有单一功能的信息交互只能满足客户的部分需求,不能满足客户对产品多功能合一的需求,因此在信息交互终端具备专一性的基础上,多功能一体化已成为信息交互终端产品的一个主要发展方向。其二,为了满足不同的功能需求,还要求信息交互终端具有很强的可定制性,便于用户或开发人员对其个性化定制,使其能在银行金融等之外的领域得到应用。因此很有必要研究具有多种功能、信息交流强和可靠性高的信息交互终端。  

多功能信息交互终端  

作者针对传统信息交互终端的不足,提出了MIIT ( multifunctional information - interactive terminalbased on uClinux) ,基于uClinux (micro cont rol linux 微控制操作系统) 的嵌入式多功能信息交互终端的产品概念。MIIT 是一种能够以多种方式进行信息交流,并具有满足多种应用需求的多种功能(如串口通讯、有线/ 无线网络通讯、语音传输等) ,应用于信息家电、移动通讯、工业控制、甚至军事等领域的嵌入式设备。它具有:可靠的嵌入式uClinux 操作系统;多种功能一体化;可个性化定制,信息交流强等优点。  

MIIT 的软硬件结构  

MIIT 的硬件结构  

MIIT 的硬件系统主要包括微处理器、存储器、外部设备,其硬件结构如图1 所示。  

  
  
EMPU (嵌入式微处理器) 是整个终端系统的核心,它主要由运算器和控制逻辑构成,通过控制总线、地址总线控制外部设备和存储器之间、存储器和存储器之间、外部设备和外部设备之间的信息传输。选择时装配EMPU 的电路板上必须包括SDRAM(同步动态随机存储器) 、总线接口、各种外设接口等器件。存储器主要是用来存储数据,选择时要考虑存储数据大小,这里选用4M 的FLASH ROM (闪存) 和16M 的SDRAM。外部设备(输入设备和输出设备) 是MIIT与用户及其它设备之间通讯的桥梁。其中输入设备(如键盘) 将外来的数据传输给MIIT ,输出设备(如微型打印机) 将MIIT 处理结果显示或传递给其它设备。  

MIIT 软件系统结构  

嵌入式软件系统主要包括嵌入式操作系统、驱动程序、应用程序3 部分,其结构如图2 所示。嵌入式操作系统是将MPU 时间、中断、I/ O、定时器等资源包装起来,留给用户一个API 接口的系统。它主要负责进程管理;系统时钟管理;进程间通信管理和系统中断管理。MIIT 的操作系统采用嵌入式uClinux ,它是一个以Linux 为内核的嵌入式操作系统,具有Linux 大部分优点,适用于工控领域。驱动程序作为操作系统内核与机器硬件之间的接口,对上层来说它只是调用HAL (硬件抽象层) 提供的功能,对下层来说负责对外围设备的控制、管理和读写操作。  

应用程序由C 语言编写的多种功能的程序构成,它是系统应用功能的具体体现,其内部各函数之间采用函数调用的方式进行连接。嵌入式操作系统、驱动程序、应用程序这三者之间,嵌入式uClinux 是整个软件系统的枢纽,它采用系统调用的工作模式,通过文件系统、进程管理等与各种硬件驱动程序(如图形驱动、FLASH(闪存) 驱动、串口驱动以及打印驱动等) 进行数据交换,通过API (application interface) 与应用程序进行数据交换。  

   

MIIT 的关