基于ARM的嵌入式車載GPS定位系統設計

　　系統的軟件平臺的搭建其實就是嵌入式linux操作系統的移植移植工作，主要包括4步：建立交叉編譯環境，移植引導程序，編譯內核，生成根文件系統。

　　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雜也沒有任何意義，所以本文使用已經做好的工具鏈。因此建立交叉編譯環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公司開發的vivi.首先在根目錄下創建一個armsys2410目錄，對vivi_armsys.tgz執行解壓命令。解壓完成后進人vivi_armsys.執行命令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.

　　內核的編譯通過命令make menueorffig進行內核的配置；通過命令make dep建立依賴關系；通過命令make zlmage建立內核。得到Linux內核壓縮映像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。cramfs是Linus Torvalds撰寫的只具備最基本特性的文件系統。本文使用mkcramfs工具對主機里已有cramfs文件系統進行制作和壓縮。最后也要燒寫到flash的相應部分。

　　3 GPS模塊驅動程序的開發

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

　　GPS模塊驅動程序是在UART驅動程序的基礎上加入對GPS模塊初始化和對GPS模塊輸出數據處理的部分，構建一個獨立的驅動模塊，在導航系統進實時導航工作模式時掛接到系統內核中，實現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設備的注冊，設備節點的創建和對串口相關寄存器的初始化。部分代碼如下：

　　3.2 兩個數據結構定義

　　模塊驅動的最終目的就是取得GPS信息，因此規范GPS數據是對數據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，精度小數點后三位

　　unsigned long latitude;//緯度

　　unsigned char southornorth;//緯度屬于南北的標志碼

　　unsigned long longitude;//經度

　　unsigned char eastorwest;//經度屬于東西的標志碼

　　};//其中包括了在導航系統中所需的幾個重要數據。

　　另外還有對驅動模塊文件操作結構的定義。即：

　　static struct file_operations gps_fops={ead:gps_read,

　　rite:gps_write,

　　octl:gps_ioctl,

　　open:gps_open,

　　elease:gps_release,

　　};//定義了設備操作映射函數結構。

3.3 驅動程序的模塊操作

　　在導航系統進入GPS導航模式時，系統首先是將GPS模塊注冊到操作系統中，實現初始化過程，再通過gps_open函數打開設備，此過程中完成對中斷、緩沖區以及定時器等資源的申請，為GPS數據讀取做準備。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。之后的應用程序將創立一個獨立的進程為進行GPS數據的讀取gps_read（），該進程沒有數據時進程會一直處于睡眠等待數據，有數據來，進入中斷處理模塊，完成數據的分析，生成GPS_DATA數據結構，供導航使用。這個進程是隨著導航模式的切換而終止的，此時除了關閉進程外，還需要用gps_release（）釋放申請的所有資源，并關閉設備。