基于arm的gps定位系統(tǒng) (2)

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1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第45頁(yè)共46頁(yè)1緒論1.1嵌入式技術(shù)研究背景當(dāng)今世界，伴隨著1946年第一臺(tái)電腦的誕生，世界開始了第三次科技革命，而電子科學(xué)、空間技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息產(chǎn)業(yè)則組成這一次科技革命從20世紀(jì)中葉到現(xiàn)在的主角。電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了包括集成電路、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、空間技術(shù)、生物工程、信息技術(shù)、通信技術(shù)等諸多領(lǐng)域的快速發(fā)展，也衍生出第三次科技革命中重要的組成部分——嵌入式技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)、集成電路和通信技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的性能逐步提高，功能也越來(lái)越豐富。其在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用，給人們活帶來(lái)了便利的同時(shí)也改變著人們的生活方式、提高人們的生活質(zhì)量。特別是隨著嵌入式系統(tǒng)與I

2、nternet的緊密結(jié)合，使得嵌入式應(yīng)用項(xiàng)目越來(lái)越多樣化，產(chǎn)品功能也日益強(qiáng)大，極大地豐富了人們的生活。嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)核心，具有重量輕、體積小、低成本、高性能、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。目前主要的嵌入式處理器按體系結(jié)構(gòu)不同可分為五大類：ARM、POWERPC、MIPS、SH和x86系列。其中ARM處理器具備高性能、低功耗、低成本等顯著特點(diǎn)，是當(dāng)前32位和64位嵌入式處理器中應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)系列。ARM公司只專注于設(shè)計(jì)高效IP內(nèi)核，授權(quán)給全世界各半導(dǎo)體公司使用，而不從事芯片銷售和生產(chǎn)；其它半導(dǎo)體公司在ARM技術(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)公司產(chǎn)品的定位，在添加各種設(shè)計(jì)后推出產(chǎn)品；最后

3、由開發(fā)人員采用這些芯片來(lái)設(shè)計(jì)基于ARM技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品。ARM公司成立二十多年來(lái)己經(jīng)發(fā)展為全球領(lǐng)先的IP供應(yīng)商，其生產(chǎn)模式也成為企業(yè)發(fā)展的典范。表1-1ARM系列處理器內(nèi)核列表架構(gòu)處理器家族ARMv1ARM1ARMv2ARM2,ARM3ARMv3ARM6,ARM7ARMv4StrongARM,ARM7TDMI,ARM9TDMIARMv5ARM7EJ,ARM9E,ARM10E,XScaleARMv6ARM11,ARMCortex-MARMv7ARMCortex-A,ARMCortex-M,ARMCortex-R2010年，ARM合作伙伴的出貨量達(dá)到了60億。ARM核占手機(jī)

4、處理器90%，上網(wǎng)本本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第45頁(yè)共46頁(yè)處理器30%，平板電腦處理器70%的市場(chǎng)份額，已經(jīng)成為Intel的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)者。目前業(yè)界可以提供ARM內(nèi)核處理器的著名半導(dǎo)體公司有Samsung、TI、Freescale、AnalogDevices、CirrusLogic和Intel等。S3C2410處理器就是Samsung提供的一款采用32位ARM內(nèi)核的處理器。嵌入式操作系統(tǒng)是支持嵌入式系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)軟件，一般用于比較復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)中。嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的靈魂，一般具有實(shí)時(shí)性，它的出現(xiàn)減少了系統(tǒng)開發(fā)的總工作量，極大的提高了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)效率，而且提

5、高了嵌入式應(yīng)用軟件的可移植性。目前與嵌入式應(yīng)用相結(jié)合的常見(jiàn)嵌入式操作系統(tǒng)有VxWorks、Linux、WinCE、μCOSII等。1.2GPS技術(shù)研究背景自1978年2月22日第一顆GPS試驗(yàn)衛(wèi)星Navstar1進(jìn)入軌道以來(lái)，30多年來(lái)GPS已經(jīng)在社會(huì)發(fā)展、科技創(chuàng)新、軍事偵察、環(huán)境保護(hù)、地理測(cè)量等方面發(fā)揮了巨大的作用。以GPS為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)際公認(rèn)的八大無(wú)線產(chǎn)業(yè)之一。隨著美國(guó)GPS技術(shù)的不斷發(fā)展和設(shè)備更新?lián)Q代，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣，應(yīng)用水平也會(huì)越來(lái)越高，而其性能亦會(huì)越來(lái)越完善。一般說(shuō)來(lái)GPS衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航、定位信號(hào)是一種時(shí)空信息資源，可以向全球范

6、圍內(nèi)的用戶提供海拔、位置、速度和時(shí)間等信息。隨著GPS技術(shù)從軍事專用轉(zhuǎn)向軍民兩用，GPS在民用市場(chǎng)所蘊(yùn)藏的巨大商機(jī)被發(fā)掘出來(lái)，進(jìn)一步推動(dòng)了GPS技術(shù)的發(fā)展。GPS不僅用于導(dǎo)彈的引導(dǎo)系統(tǒng)、飛船的控制和引導(dǎo)，更是廣泛應(yīng)用于安全防護(hù)、交通運(yùn)輸、監(jiān)控指揮、抗震救災(zāi)、地理物理勘探、高精度測(cè)量等方面。尤其是隨著集成電路技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的發(fā)展，使得GPS接收機(jī)向著小型化、智能化方向發(fā)展。采用嵌入式技術(shù)突破以往GPS接收機(jī)由于處理器速度和體積而導(dǎo)致實(shí)時(shí)性不足的限制。更出現(xiàn)了融通信、計(jì)算機(jī)、GPS導(dǎo)航定位于一體的個(gè)人終端，使衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)真正從專業(yè)應(yīng)用走向了大眾應(yīng)用，成為繼通信、互聯(lián)

7、網(wǎng)之后的IT第三個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。因此，以嵌入式系統(tǒng)為框架，用高性能的處理器來(lái)處理定位信息，成為目前GPS定位系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。2008年6月24日DataBeans發(fā)布的一份研究報(bào)告顯示，全球定位系統(tǒng)IC的需求在上升，芯片價(jià)格大幅下跌，開始廣泛應(yīng)用于手機(jī)市場(chǎng)、以及成熟的PND和汽車市場(chǎng)。GPS電子設(shè)備的出貨量在2007年達(dá)到一億兩千六百萬(wàn)臺(tái)，年度復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到20%，預(yù)計(jì)2013年將達(dá)到5億臺(tái)。而最新的2011年的數(shù)據(jù)顯示本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第45頁(yè)共46頁(yè)，美國(guó)汽車GPS普及率為65%，在歐盟國(guó)家和日本的普及率則更高，分別達(dá)到73%和76%。與之相比，我國(guó)汽車