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数字对讲机实验平台的研制

作　者: 项铁尧
导　师: 林孝康
学　校: 清华大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 数字对讲机 Windows Embedded CE 板级支持包硬件驱动程序 CP4FSK调制
分类号: TN929.54
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 58次
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内容摘要

数字对讲系统作为专用移动通信领域应用最广泛的移动终端,拥有广阔的市场。它主要用于生产调度与指挥控制,对于提高生产效率、保障公共安全有着极其重要的作用。数字对讲机作为一种新的发展趋势,在国内正受到各界的关注,被推向开发与市场化的前沿。目前中国国内的厂商主要以生产模拟对讲机为主,在数字对讲机方面,国内生产厂商都处于研发阶段,市场上充斥着国外的产品。为了填补国内空白,清华大学深圳研究生院ASIC实验室联合深圳市好易通有限公司成立“专业调频数字对讲机的研制”项目组,从事专业调频对讲机数字化产品的研究和开发,开发具有自主知识产权的数字对讲机,提供完整的数字对讲机整机解决方案,并申请我国数字对讲机的国家标准,以提升中国对讲机产业的核心竞争力。该项目目前已经获得深圳市科技计划产学研和公共科技专项资助计划的支持。在项目开发过程中,整个硬件和软件的实验平台的建立是第一步,也是非常重要的一步。其中,硬件结构和软件平台以及底层驱动的开发是整个项目开发的基础。在此基础之上,硬件资源管理、通信协议栈、语音与信道编解码和其它的复杂的通信应用才得以实现。本文的工作即针对这一基础的建立而开展。本文首先研究了目前数字对讲机系统的国内外标准,根据其特点分析了数字对讲机终端的功能需求。然后结合这两者,分析了软件系统和调制解调/射频前端模块的需求,进而确定了硬件系统的需求。根据嵌入式系统的特性,本文在调研了多种嵌入式操作系统、调制解调/射频处理芯片、嵌入式处理器及相关硬件架构之后,选择了基于ARM920T核心的S3C2440处理器作为整个硬件平台的核心,配合NAND Flash加SDRAM的存储器架构;ADF7021作为调制解调/射频前端处理芯片;Windows Embedded CE作为软件平台的操作系统。本文深入分析了Windows Embedded CE操作系统的系统架构、内存管理、中断系统、驱动程序结构。在此基础之上,开发了包括Bootloader、OAL层、外围设备驱动在内的板级支持包。从而实现了Windows Embedded CE在本实验平台上的移植。接着设计和开发了ADF7021与嵌入式处理器之间的双串行接口和相关驱动程序。然后设计完成了整个实验平台硬件系统电路板的设计和制作。最后开发了ADF7021测试程序并对其进行验证。实测证明,本数字对讲机实验平台很好的满足了设计要求。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
第1章引言  10-18
  1.1 课题背景及意义  10-12
    1.1.1 对讲机数字化及其意义  10-11
    1.1.2 数字对讲机的应用与进展  11-12
  1.2 现有数字对讲机的标准  12-13
    1.2.1 欧洲标准  12-13
    1.2.2 美国标准  13
  1.3 项目背景情况介绍  13-15
  1.4 本课题的意义  15-16
  1.5 研究工作与方法  16-17
  1.6 论文的结构与安排  17-18
第2章数字对讲机实验平台的整体结构设计  18-49
  2.1 数字对讲机实验平台软件方案设计  18-26
    2.1.1 软件系统的需求分析  18-19
    2.1.2 软件系统的架构  19-20
    2.1.3 数字对讲机对操作系统的要求  20-22
    2.1.4 操作系统的比较和选择  22-26
    2.1.5 操作系统的选型  26
  2.2 数字对讲机调制方式的选择与实现  26-42
    2.2.1 数字对讲机对于调制技术的要求  26-27
    2.2.2 GMSK 和CP4FSK  27-38
    2.2.3 调制方案的选择  38
    2.2.4 调制解调芯片的选型  38-42
  2.3 数字对讲机实验平台硬件方案的总体设计  42-49
    2.3.1 嵌入式处理器的选择  42-45
    2.3.2 硬件结构的设计思路  45-48
    2.3.3 数字对讲机实验平台硬件整体架构  48-49
第3章数字对讲机实验平台软件系统的开发  49-87
  3.1 Windows Embedded CE 操作系统的特性  49-52
  3.2 Windows Embedded CE 的内存管理  52-56
    3.2.1 虚拟内存管理  52
    3.2.2 系统内存映射  52-54
    3.2.3 内核地址空间  54-55
    3.2.4 进程地址空间  55-56
  3.3 板级支持包的开发  56-64
    3.3.1 板级支持包的整体结构  56-57
    3.3.2 OEM 适配层设计  57-59
    3.3.3 KITL 设计  59-60
    3.3.4 启动加载程序的设计  60-63
    3.3.5 Windows Embedded CE 系统启动流程  63-64
  3.4 驱动程序设计  64-68
    3.4.1 驱动程序的分类  65-67
    3.4.2 驱动程序的动态加载  67-68
  3.5 系统中断体系结构、  68-73
    3.5.1 S3C2440 的中断结构  68-71
    3.5.2 Windows Embedded CE 的中断结构  71-72
    3.5.3 驱动程序的中断实现  72
    3.5.4 OAL 的中断处理设计  72-73
    3.5.5 内核的中断处理结构  73
  3.6 ADF7021 控制系统的设计  73-87
    3.6.1 双串行接口控制驱动程序的设计  73-76
    3.6.2 双串行接口和SWD 中断驱动的实现  76-81
    3.6.3 ADF7021 驱动程序设计  81-85
    3.6.4 ADF7021 测试程序设计  85-87
第4章数字对讲机实验平台硬件系统的研制  87-103
  4.1 核心平台的设计  87-95
    4.1.1 S3C2440 处理器  87-89
    4.1.2 存储器结构设计  89-91
    4.1.3 复位电路设计  91-92
    4.1.4 时钟电路设计  92-93
    4.1.5 电源电路  93-95
  4.2 外围电路接口  95-100
    4.2.1 JTAG 接口电路  95-96
    4.2.2 串行接口电路  96-97
    4.2.3 总线电路  97-98
    4.2.4 外围接口电路板复位电路设计  98
    4.2.5 以太网接口  98-99
    4.2.6 音频模块电路设计  99-100
  4.3 调制解调/射频前端模块电路设计  100-103
    4.3.1 调制解调/射频前端模块电路设计  100-101
    4.3.2 ADF7021 模块电路设计  101-103
第5章结论  103-105
参考文献  105-107
致谢  107-108
个人简历  108

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