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嵌入式系统在军用PDA中的设计与实现

1．引言：

随着现代战争的信息化和电子化,功能多样而又精巧实用的掌上型智能设备（军用

PDA）日益受到军方的重视。

由于军用PDA需要将卫星定位、无线通信、图像摄取传送等等功能集于一体,对于

高科技战争中各作战个体至关重要,国外一些国家早已从事相关技术的研究和开发,并将此类

产品装备到特定的作战场合。军用PDA产品根据不同的应用场合有不同的功能要求,涉及多

种当前最先进的技术,如嵌入式CPU应用、多任务操作系统RTOS、GIS应用、卫星定位系

统定位、无线通信、蓝牙技术、CCD技术、图像处理技术等。本文结合一款通用的32位

CPU来阐述军用PDA的构成以及实现方法。

2．硬件实现：

根据现代军队的高科技作战的特点,我们为军队而设计的PDA就应该符合军事的特

殊要求。首先在功能上应该具有实时性强、稳定的定位功能、清晰的图像处理传输、无线通

讯等。这样我们的硬件构成也就基本确定。

2．1．CPU简介：

CPU作为PDA产品的控制核心,应具备低功耗、超低温、支持LCD驱动等功能。

SHARPLH7A400是一款以ARM9为内核的嵌入式处理器。它是一个高集成的32位的

ARM922TRISC精简指令集的处理器核。它恰当的提供了很多I/O功能,配合很少量的外围

逻辑就可以集成一个小型计算机系统。以下简要介绍处理器的主要特征：

2．2．电源规划：

军用PDA的使用环境有相当的一部分是在野外,而野外的工作环境是无法对PDA

设备进行经常性的充电,但是我们的外设又非常的多,电流消耗又非常的大。这样就存在了一

个很突出的矛盾。因此在电路设计中我们要对其进行十分细致的规划。

首先我们这里采用大容量的锂电池,例如1000mAh甚至更大。其次这里我们大量的

采用LDO,把每一个电源消耗环节尽量的进行细分已达到能都独立供电或组合供电来控制设

备的启用和停止。再次对大电流设备我们要进行独立供电。我们不仅仅要保证系统的稳定电

源需求,同时也要保证例如GPRS等模块的大电流消耗。最后要特别注意在特定模块部分电

源启动时的电源冲击问题,如果不给予足够的认识就会造成系统的不稳定甚至于死机。

图1

2．3．CCD接口：

CCD图像技术可用于特定的场合,如侦察、探测等,借助军用PDA的存储、处理和

传输功能来达到相应的军事目的。这里我们就采用30万象素甚至更高分辨率的CMOS来满

足我们的需求。同时为了系统的实时要求我们还要添加一片FIFO来对图像数据进行缓存以

免数据的丢失。

图2

2．4．USB通讯接口：

通过USB接口我们可以把例如图像资料、卫星定位系统航道信息等许多重要的

需要另外进行存储和分析的信息进行传输。USB1.1的接口足够满足绝大多数的数据通讯需

求。这里我们采用的CPU就包含一个USBDevice接口,通过对特定寄存器进行控制以及软

件的编写便可以实现数据串行通讯的需要。

2．5．卫星定位系统定位系统：

卫星定位系统（GPS）是PDA的一个十分重要的基础部分,在战争中的作用已是有

目共睹的。除导弹的制导等功能外,在军用PDA产品中,配合军用地图,卫星定位系统技术能

够让各作战个体精确地确定自己的位置,为特殊地形下的部队集结或特定目的的行进提供保

证。

GIS（地理信息系统）作为军用PDA的重要应用,通常是将特定的军用电子地图嵌

入到PDA中,并能够缩放、旋转和拖动,能够以此为平台随时标识作战个体的精确地理位置。

为了实现模块化的设计思想,我们可以采用卫星定位系统模块来代替分离元件集成

设计的方式。通过特定的串行通讯口就简单的实现了模块与CPU的通讯。

图3

2．6．无线通讯：

无线通信技术用于军用PDA中能够让各作战个体相互联系,并与指挥中心保持联

络。民用相关产品可采用GSM或CDMA技术,但作为军用则必须通过其它方式或进行特殊

的加密。我们可以看到无线语音技术是多么的重要,因此他是不可缺少的重要组成部件。这

里我们采用工业或军品级别的GSM