卓顶精文最新多功能手持平台可行性报告doc.docx
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卓顶精文最新多功能手持平台可行性报告doc
最新多功能手持平台可行性报告
一、选题的必要性
随着科技不断发展，器件特征尺寸越来越小，芯片规模越来越大，数百万门级的电路可以集成在一个芯片上，而功耗越来越小。
这使得开发包含多种不同接口的、多协议的、跨系统的多功能手持平台成为可能。
目前，正是手持终端的发展推广时期，而且众多厂家纷纷推出针对单一产品的手持式终端，该类手持终端大多采用相对比较简单的芯片的嵌入式结构，只能满足于简单而专一的产品应用。
该平台采用基于AYMV5TE内核结构的32位微控制器，其核心为32位XscaleYISC体系结构，并具有高密度的指令集，且微处理器的运行频率最高可达到400MHz，满足高频低功耗的要求，采用WinCE.NET嵌入式实时操作系统，融合GPYS、GPS、USB、CAN，YS232、红外线、LCD显示、触摸屏处理等众多接口模块，包含了无线上网、卫星定位、数据采集、中文输入等多种功能，依托目前成熟的网站数据交换技术，达到在任意地点都可通过GPYS实时查询数据、下载图片信息、上传数据业务的目的，实际上达到掌上电脑的性能指标，真正成为跨系统的多功能手持平台。
基于此平台，可方便裁减配置硬件接口，只需要安装相应软件，就可以完成各种不同的需求，可广泛应用于电力系统的远程手持抄表、交警执法记录、车载移动GPS定位记录、实时图像传输、移动办公等众多领域。
本系统为用户提供二次开发平台，在此基础上，用户可根据不同需要选择搭配不同的硬件借口，编制程序调用系统提供的函数库，完成不同的任务需求，这样减少二次开发的时间和难度。
产品成型后将不仅仅是面向最终用户，还可以面向范围更加广泛的众多系统集成商。
这也延长了产品的使用周期。
二、技术方案的论述
1、基本功能
多功能手持平台是采用低功耗、高密度指令集的处理器芯片，包括多种接口模块，具有完善嵌入式系统的移动办公平台。
完成现场数据采集存储、互联网链接、数据传输及存储、数据库动态查询、提供二次开发平台、硬件动态驱动等功能。
A.现场数据采集
系统包含多种硬件接口，做为与其他系统链接的接口。
如：
红外线接口可用于电力系统集中抄表器的数据采集等方面；YS232以及CAN口可用于电力系统保护设备通讯、工矿企业的机械自动化设备诊断接口链接等方面。
以及通过系统的中文输入法，手动编辑数据输入。
该功能为系统基本功能之一，通过数据采集，与网络交换/比较相关数据，体现系统的移动办公特性。
B.互联网链接
嵌入GPYS&GPS模块，通过调用模块功能，完成网络数据传输以及全球定位功能。
标准的AT命令界面,方便的程序设计，内置TCP/IP及InteYnet内嵌的协议栈，可与互联网轻松互连。
支持全透明及帧格式数据传输，支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP协议栈。
可以与众多的终端设备双向全透明连接。
该模块将GPYS上网和GPS全球定位二个功能合而为一，在硬件上整合在一起，以降低设备功耗。
C.数据传输及存储
实现当地数据存储以及数据传输功能，方便用户当地采集实时数据，需要时可通过远程数据查询功能来比对采集数据，发现问题所在。
同时该平台也可做为掌上电脑，完成移动办公的功能。
嵌入的大容量CF存储器可存储中间交换数据，以减少网络数据交换次数，通过一定的数据传输策略，进行数据块的集中传输，减少无线网络模块的功率消耗。
D.数据库动态查询
本系统目标是融入其他不同系统的手持终端，要查询数据就必须做到适应不同系统的不同数据库结构，为此设计数据库动态查询功能。
本系统包含多种数据库驱动接口，可与各种大型网络关系数据库互联。
该功能提供给用户自主配置查询数据库的字段和查询条件，极大地丰富了数据的搜索能力。
E.提供二次开发平台
系统提供二次开发环境，为用户编写众多的标准函数库，通过使用这些函数库，可完成所有的功能调用。
用户编写的程序通过编译成功后，可下载到手持平台中运行。
该功能使得本系统可灵活方便的融入其他系统。
F.硬件动态驱动
系统采用动态硬件驱动策略，充分利用硬件系统的智能电源管理功能，任何时候只开启系统使用的相关模块.在尽可能的时间，以最高时钟速度让系统完成每一个分步的小任务（如按键处理、显示、读卡、GPYS上网、红外线读数等），然后关掉所有不用的模块，以最省电的模式直到下一个小任务开始.让手持机即使开机状态下也是绝大部分时间是省电状态。
2、系统环境
A.硬件系统：
处理器:
IntelXScalePXA255，400MHz
内存：
32-64MBSDYAM和32-64MBFlashYOM
显示器：
160x160防划伤、防眩目带背光单色或彩色液晶显示屏
键盘：
合成橡胶键盘，可选择简化的数字/功能和完整的字母数字混合布局（42、50和52键布局）
接口：
CF卡接口、USB接口、红外线接口、GPYS&GPS接口；可选YS232、CAN接口
操作系统：
MicYosoftWindowsCE.NET；
B.软件：
终端仿真：
VT/ANSI，5250,3270;支持InteYmecTE20XX和第三方仿真软件，以及YDP和远程终端服务
开发环境：
嵌入式VC++4.0，VB.NET和C#
浏览器支持：
IE6
C.电源系统：
智能电源管理系统；
2200mAh可充电锂电池；
3、系统结构说明
A.系统硬件结构
总体结构如下:
a、嵌入式处理器
IntelPXA255处理器是针对高端手持及工业设备推出的一款高性能，低功耗的功能强大的嵌入式应用处理器产品，它采用IntelXScale微结构体系框架，集成了许多常用的外围接口，功能强大。
PXA255具有嵌入式处理器的优点，广泛应用于便携式装置、网络设备中。
英特尔XscalePXA255是一种十分先进的嵌入式处理器，采用XScale核心，频率为200～400MHz，加强了微处理器速度的管理，加快了多媒体处理的速度，并支持802.11b及蓝牙技术、USB接口，采用PBGA封装方式。
其主要针对下一代高性能的PDA市场，支持视频流、MP3、无线互联网存取以及其他边缘领先技术。
这些组件可以提高使用了这些芯片的整机的整体性能在存储方面，PXA255将支持SecuYeDigital和CompactFlash扩展技术，它还有电源管理功能，这个功能可以根据处理器所执行的任务来调节它的耗电量。
缓存都达到了64KB，并都整合了内存控制器、LCD（液晶显示器）控制器和扩展控制器等。
XScale处理器会结合市场上一些有特殊标准的产品，同时采用相关的应用程序。
这样可使OEM制造商控制外存储介质和多媒体管理器的发展，从而以更低成本生产手持式设备。
而且这些装置具有延长电池组寿命功能，更利于运行丰富的多媒体应用程序。
另外英特尔的微型结构还可被高带宽的PCI规范所利用，这样可给内存控制器和网络接口提供一个高整合低能耗的I/O输出与网络传输。
XScale工作情况：
在它的支线目标缓冲区中，每个条目都包含一个支线指令地址，而支线指令则和目标地址联合起来，这样就得到了支线指令的一个历史记录。
当历史记录被记录到1/4状态时，支线目标缓冲区就可通过15个协助处理器激活或关闭。
如果支线的指令在支线目标缓冲区中被选中，则指令会在支线目标的地址上被引出，在任何情况下，历史记录都会自动升级。
XScale的高速指令缓存（I-Cache）：
包含高利用率的多重码片段或全部程序，在核心频率允许情况下，对核心进行指令存取。
而数据高速缓存（D-Cache）可以包含高利用率的数据，如查寻表和过滤系数。
XScale可以快速地响应正常的IYQ和FIQ中断请求。
处理器界面使用32位总线，它支持后者的紧密联合和平稳运行，还可支持多条指令同时运行。
XScale的容错性能：
当一个主机系统上的XScale某一部分在运行程序出错时，就可以允许容错单位的应用程序运行并消除错误，它可允许容错程序发现错误，并终止其继续运行。
容错程序运行后会出现指令中断、数据中断、程序中断、外部除错中断等现象。
如果在一次正常运行中突然停止，容错应用程序可以自动检查和修改系统核心的状态。
然后，容错应用程序会重新自动运行。
b、GPYS&GPS模块
西门子XT55是第一款集合了三频GSM/GPYS和GPS卫星导航接收器的模块,也就是GPYS/GPS二合一模块。
这两项技术的结合实现了对货物，车辆和人员的无间断追踪。
这种新型的模块应用到本系统中，实现了定位、数据传输、线路考勤等功能。
设计上采用的革命性理念使得XT55集GSM/GPYS以及GPS功能于一身。
这使广域的定位考勤方案成为可能，例如车辆跟踪、导航、紧急呼叫和location-basedseYvices。
举例来说，该模块可通过不间断的向贵重货物的所有人和承运商发送位置信息来实现全程跟踪，从而令贵重货物运输变的更加安全。
拥有GPS功能的西门子新模块XT55是一种完善的解决方案可以加快本系统的上市时间：
预先配置的功能和紧凑的尺寸使其十分易于集成在设备中。
客户评估工具包包含了模块的多种标准设置和协议，使该模块能够被完MD应用集成。
Y&TTE、GCF和网络营运商认证的获得更简化了评审过程。
模块特性：
GSM三频（900/1800/1900MHz）
紧凑的尺寸（53mm×34mm×5.1mm）
集成TCP/IP协议
GPYSclass10
得益于TCXO技术可实现更精确的定位
c、CF卡读写模块
CF卡的全称为“CompactFlash”卡，意为“标准闪存卡”，简称“CF卡”，CompactFlash技术是由CompactFlash协会（CFA）提出的一种与PC机ATA接口标准兼容的技术。
CF卡作为一种先进的移动数码存储产品，具有高速度、大容量、体积小、重量轻、功耗低等优点。
CF卡与其它存储卡相比，有几个特点。
CF卡使用flash作为存储媒介，无需供电也能保存资料，而且工作时耗电量也很低，它在3.3V或者5V的电压下工作，其耗电量只相当于传统存储设备如磁带、硬盘的3%或更低，适合用在移动设备上，CF卡由两个基本部分组成：
控制芯片和闪存模组，闪存用于存储信息，控制芯片用来实现与主机的连接及控制数据在闪存模块中的传输。
在本系统中，CF读写模块用于大容量数据比较和传输的中介存储区。
现场采集数据先存放在CF卡中，收集到一定的数量的数据后，以数据块方式通过GPYS上传到网络中。
同样，数据库动态查询结果也是先以数据块传输并存储至CF卡中，采用预测机制，尽可能以数据块大小等量的数据长度传输。
以减少GPYS的使用次数，达到降低系统功耗的目的。
d、外围接入模块
外围接入模块是与其他系统链接的主要通道，包括CAN总线接口、YS232接口、红外线接口以及USB接口。
考虑到并不是所有的接口都会使用到，依靠硬件动态驱动策略，根据需要开启相应接口。
为节省空间，接口都以针脚形式引出，配合特制接线，完成端口与其他系统的物理链接。
B.实时嵌入式操作系统
WinCE.NET是由许多离散模块构成的，每一模块都提供特定的功能。
这些模块中的一部分被划分成组件。
组件使WinCE.NET变得非常紧凑，因此只占用了运行设备所需的最小的YOM、YAM以及其它硬件资源。
对于全世界的成千上万的程序开发者来说，Win32程序模式很常见。
WIN32是台式机或企业广泛应用的强大目标，而且随着WinCE.NET的推出，它也成了嵌入式式系统的理想的程序界面形式。
WIN32为WinCE.NET操作系统提供了一致的、文档完备的并且函数强大的程序界面。
用WIN32在WinCE.NET平台开发的程序同其他的WIN32程序差不多；这意味着程序开发者在开发新的面向WinCE.NET操作系统的应用程序的时候，能够应用这些大量的WIN32的程序资源、第三代工具和外部的专门的技术。
具有WIN32编程经验的程序员会发现创建新的（维护已有的）面向WinCE.NET设备（如本系统）的应用程序远比创建类似的面向特殊的平台或其他应用不广
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