軍用車輛防沖突大型移動通信設備的設計

摘要 針對目前國內(nèi)的軍用車輛移動通信設備中，通信安全性較低，數(shù)據(jù)收發(fā)存在缺陷的問題。提出了一種新一代防沖突大型軍用車輛移動通信設備的設計與實現(xiàn)方法。以嵌入式為基礎，設計出抗干擾能力較強的系統(tǒng)硬件，通過合理編寫相關的驅動軟件，完成優(yōu)質高效的軟件設計。以確保軍用車輛通信系統(tǒng)正常工作。后期的計算機模擬測試顯示，設計的硬件與軟件可較好地兼容，完成優(yōu)質高效的通信工作，各個功能實現(xiàn)效果良好。為新一代的軍用車輛通信系統(tǒng)設計提供了參考思路。
關鍵詞 軍用車輛；移動通信設備；防沖突；嵌入式

移動互聯(lián)網(wǎng)設備(Mobile Internet Device，MID)是一種新的互聯(lián)網(wǎng)終端。隨著移動通信設備的發(fā)展，其今后將替代移動電話和筆記本電腦成為新的移動通信方式，該設備可以訪問無限網(wǎng)絡，完成基本的電腦功能，也可完成大規(guī)模的在線通信，流暢的使用辦公軟件，查看相關文檔，安排合理的工作計劃，同時還可欣賞音樂、電影和視頻會議等影音功能；并且能夠完成移動定位、在線攝影等功能記錄生活的點滴。隨著軍用通信技術的不斷發(fā)展，對新一代的軍車通信提出了更高的要求。作為在筆記本電腦和手機之間新的產(chǎn)品形態(tài)，移動互聯(lián)網(wǎng)設備其最大優(yōu)勢是不受地點和時間的限制，可完成移動通信。符合軍用車輛的通信要求。其屏幕尺寸較小，方便隨身攜帶，雖然個別小型的筆記本尺寸也越來越小，但仍無法達到隨身攜帶的目的，因此其應當擁有較大的軍用車輛市場前景；與一般的軍用通信器材相比，其屏幕較大、顯示和處理等功能較強、通信效果好，兼容性和通信的穩(wěn)定性更佳。最為重要的是其通信的安全性，因此，特別適合軍用車輛的使用。

1 移動通信設備的整體設計原理
為滿足軍用車輛移動通信設備安全高效的通信需求，整體設計采用較為流行的嵌入式設計技術。軍用車輛移動通信設備的系統(tǒng)結構功能的整體組成如圖1所示。

根據(jù)組成功能的不同，移動通信設備采用了模塊化設計的思路：
(1)其核心處理器選擇的是抗干擾能力較強的S3C2410：其通信效果好，協(xié)議安全性強，各種通信接口的功能強大。
(2)算法運算模塊采用Altera公司較為成熟的FPGA器件StratixII系列EP2S180-1020FBGA，完成通信協(xié)議算法的編程工作。
(3)存儲設備選擇的是RAM和Flash：由于設備需要存儲較大容量的信息，因此需要選擇擴展的DDRRAM，可保持臨時文件及相關的數(shù)據(jù)緩存，F(xiàn)lash采用NAND Flash，用于存放程序代碼和數(shù)據(jù)等。
(4)音頻信號輸入輸出：移動設備需要滿足視頻和音頻的功能，因此需要一個揚聲器，用于語音和視頻數(shù)據(jù)的有效輸出。
(5)串口：這是完成各種外界設備通信必備的接口。
(6)TD／GPRS／GSM模塊：該模塊可實現(xiàn)一般筆記本和手機見缺的功能，完成人員定位，是最為關鍵的模塊。
(7)以太網(wǎng)收發(fā)器：采用DM9000AE芯片，10／100 Mbit·s-1速率自適應，可完成有線網(wǎng)絡和無限網(wǎng)絡的通信功能。
(8)USB接口：通過USB擴展應用，可對外完成多種設備的擴展，包括3G等應用設備。
(9)電源管理：為保證電源的耐用性，采用鋰電池作為電源管理，并確保電源管理的高效性，能夠完成系統(tǒng)的信號供應和外部時鐘。
(10)WiFi模塊：完成無線通信的功能，通過無線通信網(wǎng)絡完成互聯(lián)網(wǎng)通信端口之一。
系統(tǒng)平臺的總體結構分為系統(tǒng)總體的設計、FPGA板、核心板3個部分。其中，設備采用USB接口、SD卡接口、音頻接口、網(wǎng)口、電源接口、LCD觸摸屏接口以及攝像頭接口，系統(tǒng)可根據(jù)此硬件結構，完成一系列的功能，同時可以通過硬、軟件的協(xié)調配合，完成功能的實現(xiàn)。

2 軍用車輛通信系統(tǒng)硬件設計
軍用車輛通信的核心芯片是Samsung公司的S3C2410，采用ARM1176JZF-S內(nèi)核，數(shù)據(jù)存儲空間達到16 kB并擁有同樣大小的指令存儲空間，其工作電壓穩(wěn)定，適用于波動較大的環(huán)境，工作頻率達到553 MHz，在1．2 V的情況下，頻率可達667 MHz。運用AXI、AHB和APB形成的64／32 bit總線設計和接口設備相連。以FPGA的封裝方式進行封裝，引腳規(guī)范較好?？偩€也可采用外邊擴展的方式，對模塊進行調用，其核心的硬件RTC電路設計如圖2所示。

其中S3C24lO的VDDRTC可與其進行直連，保證工作效率。該模塊采用的電壓供電不超過4 V，完成了大部分的供電功能。另外，還設計了供電中出現(xiàn)掉電時的工作模式，由備用電池供電，此時S3C2410中唯有RTC模塊工作，其余模塊均處于停止狀態(tài)。