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掌上电脑集成无线通信功能的设计及实现

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:带无线通信功能的掌上电脑(HPC)是掌上设备高端应用中的一个重要方面。参考GSM手机的设计,介绍了WISMO2C GSM无线双频模块的具体功能和接口,提出了在基于Intel SA1110处理器的掌上电脑中集成WISMO2C双频无线模块设计方案及其具体实现。

    关键词:HPC 无线Modem GSM GPRS

目前,掌上设备的无线上网大多是通过手机实现的,其中功能较为强大的典型代表是摩托罗拉的A6188。但手机不甚强大的CPU、较小内存、较小的显示屏和非常有限的负荷能力等制约着它作为上网终端的广泛使用。与手机相比,掌上电脑在这一方面却能凸现其特有的优势:功能强大运行速度高的CPU、较大的内存、相对于手机的大屏幕彩色显示产及易于操作的触摸屏等。另外,掌上电脑功能也通过增强无线接入网络的能力得到了极大的扩展。考虑到国内现有GSM网络资源产及业务的丰富性,利用现有的GSM模块,便于快速而高可靠地在掌上电脑上集成无线通信功能。而目前无线技术经历两代的发展,正向3G宽带移动通信系统网络演进,宽带接入方式的提出为掌上电脑在不久的将来通过无线方式进行移动宽带多媒体应用提供了诱人的前景。当前作为GSM网络向3G演进过渡的GPRS已经能为用户提供量大可达164kbps的传输速率。因此在掌上设备中加入无线通信模块是大势所趋,也是掌上设备发展到一个新阶段的标志。
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1 总体设计

带集成无线通信功能的一款基于Intel SA1110处理芯片的掌上电脑,考虑到运行网络软件应用程序复杂性,采用主频为206MHz的Intel SA110作为处理芯片是合适的。除了无限模块功能接口外,掌上电脑还实现了一个USB接口、PCMCIA接口、320×240彩色液晶显示和触摸屏接口、音频编/解码接口、SIM卡、红外产及快捷功能键接口等。在掌上电脑设计中使用了32M字节的程序/数据存储器,便于扩展网络应用程序。使用的操作系统为类Linux嵌入式实时操作系统THOS[1],配合相应的底层驱动,可实现通过无线模块对Internet的访问。

硬件上,掌上电脑要求小型化、省电、高可靠性。在掌上电脑中集成无线通信模块和其他模块,采用专用集成电路。在设计过程中同时还需考虑到电磁干扰的抑制和电磁兼容性设计。

目前GSM移动通信厂商除了生产普通的手机外,通常还提供GSM通信模块供其它产品配套使用。选用的GSM无线通信模块是由WAVECOM提供的WISMO2C GSM双频模块。该模块除支持现有的第二代协议外,在不改变硬件结构及对外接口的情况下通过对嵌入式软件的升级达到对GPRS的支持。

集成无线通信模块后的掌上电脑系统整体功能架构如图1。

2 WISMO2C双频无线模块

2.1 WISMO2C无线模块特点、功能及接口[2]

WISMO2C是WAVECOM推出的符合E-GSM900/GSM1800(或E-GSM900/GSM1900)标准的第二代无线双频无线模块。其中尺寸而紧凑(58.3mm×32.2mm×60mm),使用3.6V标准电源,具备EGSM/2W、DCS/1W发射功率,并对模块本身采取了完全的电磁屏蔽措施。数字基带处理部分采用0.35μm混合VLSI COMS工艺,模块的功能接口描述如图2所示。
掌上电脑集成无线通信功能的设计及实现
    (1)电源接口:输入采用标准3.6V锂电池,也可以采用符合纹波系数要求的其他电源作为输入。

(2)SIM卡接口;直接提供了一个符合GSM11.12规范的3V SIM卡接口。如果要和5V SIM卡(GSM11.11规范)接口,可以靠外接一个3V~5V电平转换器(如LTC1555)实现。

(3)话音输入输出接口:包括两路话筒输入输出接口中。

(4)RF天线电路接口。

(5)I/O接口,包括GPIO接品、UART接口、键盘以及SPI接口。

需要指出的是,对于垂直应用开发(如掌上电脑),键盘和SPI接口可以不用。而且由于该模块内部FLASH和SRAM留有一定的剩余空间,可以在获得软件开发包的情况下通过编程以充分利用GPIO的接口功能。

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