基于S3C2440A和Win CE的嵌入式导航系统设计

王庞伟,夏路易

摘 要:卫星导航系统现已渐渐成为人们日常生活的一部分。介绍基于ARM920T内核的微处理器S3C2440A和Win CE 5.0操作系统实现嵌入式导航系统设计。重点讲述UART接口的iTra300芯片在系统中实现GPS定位和导航的方法,最终设计结果已满足日常需要。这里将UART接口芯片用于GPS接收,大大降低了系统设计难度,提高了定位精度。

关键词:嵌入式导航系统;S3C2440A;Win CE5.0;iTrax300;GPS;ARM920T

中图分类号:TP271+.5文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2009)12-031-02

Design of Embedded Navigation System Based on S3C2440A and Win CE

WANG Pangwei,XIA Luyi

(Taiyuan University of Technology,Taiyuan,030024,China)

Abstract:Nowadays,navigation system has became one part of our daily life.The thesis introduces the design of embedded navigation system based on S3C2440A with the kernel of ARM920T and the embedded operating system of Win CE 5.0.The Method of orientation and navigation with the iTra300 of UART interface is introduced,the results meet the need of daily life.Application of the chip with UART interface lowers the difficulties of design and improves the precision of orientation.

Keywords:embedded navigation system;S3C2440A;Win CE5.0;iTrax300 GPS;ARM920T

如今,随着人们现代化生活节奏的加快和当今城市化速度的不断膨胀,迫使越来越多的人必须在紧凑的时间及地点进行工作,不仅导致交通网络日益复杂,也使人们必要的移动性越来越呈频繁趋势,这使得每个人对空间信息有了更多的依赖,迫切要求导航系统走入每个人的生活。基于S3C2440A微处理器和Win CE 5.0嵌入式操作系统,设计了一套可靠且实用的嵌入式导航系统,所提供的功能可以满足人们现阶段日常生活的需要。

1 嵌入式导航系统主要组成

嵌入式导航系统由硬件层、软件层和中间层组成。硬件层主要由一片嵌入式处理器核心控制模块,再加上外围的功能模块组成;软件层主要由系统软件和应用软件组成,其中系统软件主要指嵌入式操作系统,应用软件实现对被控对象的控制功能;中间层也称为板级支持包(BSP),它将上层软件和底层硬件分离开来,使系统的底层驱动与硬件无关。

2 嵌入式导航系统硬件设计

2.1 系统硬件总体设计

构成嵌入式导航系统的硬件核心是S3C2440A微处理器。它是一款ARM920T的内核RISC处理器。外接部分包括:存储模块SDRAM,NAND FLASH,SD卡;输入模块有GPS模块、矩阵键盘模块;接口模块中包括:RS 232,USB。GPS嵌入式导航系统硬件组成如图1所示。

图1 嵌入式导航系统硬件组成

2.2 GPS核心模块电路设计

该导航系统上使用的GPS接收芯片是芬兰Fastrax公司的iTrax300 GPS接收芯片。iTrax 300是具有可编程NEMA协议的OEM GPS接收芯片,具有极低功耗、最少的硬件设计等特点。模块与S3C2440A接口电路如图2所示。其中,RX_GPS,RX_GPS接入UART端。

3 嵌入式导航系统软件设计

该系统软件由嵌入式系统软件(Win CE 5.0)和应用软件(GPS导航软件)组成。

图2 iTrax 300 GPS接收芯片的模块电路原理图

3.1 Win CE 5.0嵌入式操作系统的构建

Windows CE是Microsoft公司针对有限资源的平台而设计的多线程、完整优先权、多任务、可裁减的32位嵌入式操作系统。Platform Builder 5.0 是基于 Windows CE 5.0平台下嵌入式操作系统定制的集成开发环境。它提供了所有进行设计、创建、编译、测试和调试 Windows CE 5.0操作系统平台的工具。Platform Builder 5.0开发Windows CE 5.0的流程为定制内核,导入硬件BSP,裁剪模块,生成NK镜像文件和导出SDK。

3.2 Win CE操作系统下的应用软件设计

应用软件是基于Win CE 5.0嵌入式操作系统开发的导航软件应用程序,用来实现对被控对象的控制功能。导航软件需要提供一个友好的人机界面,同时配合多功能电子地图,完成对GPS信号的解析和定位;最终将路径规划和语音导航功能映射到整个系统的硬件和软件的设计过程中。Embedded Visual C++4.0下编写GPS导航软件设计流程如图3所示。

图3 嵌入式导航软件设计流程

应用软件编辑好后,建立PC机与嵌入式系统的ActiveSync连接,将导航软件移植到Win CE 5.0操作系统,最终实现界面如图4所示。用户根据导航软件的当前位置,确定现在所处的方位,通过矩阵键盘的输入目的地。导航软件可进行路径规划和语音导航。

图4 导航软件最终实现界面

4 结 语

这里从硬件、软件两部分入手,简述了嵌入式导航系统的整个设计过程,涉及到S3C2440A,Windows CE5.0和GPS模块在系统中的实现。该系统的可运用在手持式、车载式卫星导航系统中,使人们日常生活中出行更加便捷,行车更加安全,有广阔的应用前景。

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