基于ARM的嵌入式車載GPS定位系統(tǒng)設(shè)計

　　系統(tǒng)的軟件平臺的搭建其實就是嵌入式linux操作系統(tǒng)的移植移植工作，主要包括4步：建立交叉編譯環(huán)境，移植引導(dǎo)程序，編譯內(nèi)核，生成根文件系統(tǒng)。

　　交叉編譯工具主要由gcc,binutils和glibc這幾部分組成。由于重新建立一個交叉編譯工具鏈比較復(fù)雜也沒有任何意義，所以本文使用已經(jīng)做好的工具鏈。因此建立交叉編譯環(huán)境的過程實際就是對工具包cross-3.3.2.tar.bz2解包的過程。

　　本文移植的Bootloader是韓國Mizi公司開發(fā)的vivi.首先在根目錄下創(chuàng)建一個armsys2410目錄，對vivi_armsys.tgz執(zhí)行解壓命令。解壓完成后進人vivi_armsys.執(zhí)行命令makememmonfig,然后選擇"Load on Alternate Configuration File"菜單，再寫入arch/def-co-igs/smdk2410,進行vivi的裁剪。執(zhí)行make命令進行編譯，在vivi_armsys目錄下生成vivi二進制文件。最后將其燒寫到Flash.

　　內(nèi)核的編譯通過命令make menueorffig進行內(nèi)核的配置；通過命令make dep建立依賴關(guān)系；通過命令make zlmage建立內(nèi)核。得到Linux內(nèi)核壓縮映像zhnage.最后通過vivi命令提示模式下使用下載命令，將壓縮映像文件zlmge裝載到flash存儲器中。

　　Linux支持多種文件系統(tǒng)。cramfs是Linus Torvalds撰寫的只具備最基本特性的文件系統(tǒng)。本文使用mkcramfs工具對主機里已有cramfs文件系統(tǒng)進行制作和壓縮。最后也要燒寫到flash的相應(yīng)部分。

　　3 GPS模塊驅(qū)動程序的開發(fā)

　　Linux將設(shè)備分為最基本的兩大類，字符設(shè)備和塊設(shè)備。字符設(shè)備是單個字節(jié)為單位進行順序讀寫操作，通常不使用緩沖技術(shù)；而塊設(shè)備則是以固定大小的數(shù)據(jù)塊進行存儲和讀的。

　　GPS模塊驅(qū)動程序是在UART驅(qū)動程序的基礎(chǔ)上加入對GPS模塊初始化和對GPS模塊輸出數(shù)據(jù)處理的部分，構(gòu)建一個獨立的驅(qū)動模塊，在導(dǎo)航系統(tǒng)進實時導(dǎo)航工作模式時掛接到系統(tǒng)內(nèi)核中，實現(xiàn)GPS功能。

　　3.1 初始化/清除模塊

　　在初始化程序段中要完成對GPS設(shè)備的注冊，設(shè)備節(jié)點的創(chuàng)建和對串口相關(guān)寄存器的初始化。部分代碼如下：

　　3.2 兩個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

　　模塊驅(qū)動的最終目的就是取得GPS信息，因此規(guī)范GPS數(shù)據(jù)是對數(shù)據(jù)傳遞的可靠性和速率都是有益的。

　　struct GPS_DATA{

　　unsigned int hour;//小時，24小時制

　　unsigned int minute;//分

　　unsigned long Second;//秒，精度小數(shù)點后三位

　　unsigned long latitude;//緯度

　　unsigned char southornorth;//緯度屬于南北的標(biāo)志碼

　　unsigned long longitude;//經(jīng)度

　　unsigned char eastorwest;//經(jīng)度屬于東西的標(biāo)志碼

　　};//其中包括了在導(dǎo)航系統(tǒng)中所需的幾個重要數(shù)據(jù)。

　　另外還有對驅(qū)動模塊文件操作結(jié)構(gòu)的定義。即：

　　static struct file_operations gps_fops={ead:gps_read,

　　rite:gps_write,

　　octl:gps_ioctl,

　　open:gps_open,

　　elease:gps_release,

　　};//定義了設(shè)備操作映射函數(shù)結(jié)構(gòu)。

3.3 驅(qū)動程序的模塊操作

　　在導(dǎo)航系統(tǒng)進入GPS導(dǎo)航模式時，系統(tǒng)首先是將GPS模塊注冊到操作系統(tǒng)中，實現(xiàn)初始化過程，再通過gps_open函數(shù)打開設(shè)備，此過程中完成對中斷、緩沖區(qū)以及定時器等資源的申請，為GPS數(shù)據(jù)讀取做準(zhǔn)備。通過gps_write（）向模塊寫命令字來是自主地選擇工作模式，gps_ioctl（）則是選擇串口傳輸模式，使之與GPS模塊傳輸模式相匹配。之后的應(yīng)用程序?qū)?chuàng)立一個獨立的進程為進行GPS數(shù)據(jù)的讀取gps_read（），該進程沒有數(shù)據(jù)時進程會一直處于睡眠等待數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)來，進入中斷處理模塊，完成數(shù)據(jù)的分析，生成GPS_DATA數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，供導(dǎo)航使用。這個進程是隨著導(dǎo)航模式的切換而終止的，此時除了關(guān)閉進程外，還需要用gps_release（）釋放申請的所有資源，并關(guān)閉設(shè)備。