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嵌入式无线接入系统设计

发布时间:2007/8/30 0:00:00 访问次数:365

来源:微计算机信息  作者:赵锐 李德华 胡 伟 石永辉


摘要:通过分析嵌入式XSCALE处理器的性能和CDMA 1X无线通信的概况,给出了嵌入式无线接入Internet终端设备的系统设计、硬件构成、软件流程、无线通信模块的内部结构以及微处理器PXA255与CDMA 1X通信模块的接口框图设计。
关键词:无线接入;CDMA1X模块;XSCALE处理器;流程图


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。



图1 嵌入式无线通信终端系统在通信网络中的位置


(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。



图2  嵌入式无线通信终端系统终端硬件构成


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,该通信模块的结构如图3。


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。



(Clock Synthesizer:时钟合成器;Duplex  Filter:双向滤波器;R-UIM Card: UIM 卡)


图3  通信模块的结构框图


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

来源:微计算机信息  作者:赵锐 李德华 胡 伟 石永辉


摘要:通过分析嵌入式XSCALE处理器的性能和CDMA 1X无线通信的概况,给出了嵌入式无线接入Internet终端设备的系统设计、硬件构成、软件流程、无线通信模块的内部结构以及微处理器A255与CDMA 1X通信模块的接口框图设计。
关键词:无线接入;CDMA1X模块;XSCALE处理器;流程图


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 A255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 A255 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。



图1 嵌入式无线通信终端系统在通信网络中的位置


(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 A 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 A 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 A 255。



图2  嵌入式无线通信终端系统终端硬件构成


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,该通信模块的结构如图3。


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。



(Clock Synthesizer:时钟合成器;Duplex  Filter:双向滤波器;R-UIM Card: UIM 卡)


图3  通信模块的结构框图


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,A 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


   A255处理器

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