半實(shí)物仿真電臺(tái)面板自識(shí)別設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊健康 張?jiān)? 董保良 楊紹琛

【摘要】傳統(tǒng)的半實(shí)物仿真電臺(tái)的構(gòu)建往往是一種型號(hào)實(shí)際裝備構(gòu)建一種對(duì)應(yīng)的半實(shí)物仿真電臺(tái)，導(dǎo)致尺寸不統(tǒng)一、復(fù)用率差、成本高、維護(hù)難等問(wèn)題。本文采用模塊化、一體化的設(shè)計(jì)方法，將半實(shí)物仿真電臺(tái)分為通用仿真主機(jī)和個(gè)性仿真面板，并重點(diǎn)對(duì)仿真面板自識(shí)別電路和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)通用仿真主機(jī)上可兼容不同型號(hào)的個(gè)性仿真面板的功能，同時(shí)軟件能自動(dòng)加載新型號(hào)電臺(tái)程序。

【關(guān)鍵詞】半實(shí)物仿真 電臺(tái)面板 自識(shí)別

隨著新軍事革命興起，各類(lèi)信息裝備更新?lián)Q代周期減短，尤其是通信裝備的配發(fā)難以跟上裝備更新步調(diào)，而且配發(fā)的新型通信裝備需要大量地訓(xùn)練來(lái)掌握裝備操作技能。若是長(zhǎng)期大量動(dòng)用實(shí)裝進(jìn)行通信訓(xùn)練，裝備損耗大，人力物力需求多，協(xié)同和保障復(fù)雜，對(duì)訓(xùn)練場(chǎng)地要求高，難保證實(shí)裝訓(xùn)練需求。

半實(shí)物仿真訓(xùn)練器材具有成本低、逼真度高、組網(wǎng)控制靈活、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，已成為模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。如今亟需研制一種能兼容不同型號(hào)裝備的半實(shí)物仿真電臺(tái)的來(lái)解決上述問(wèn)題。本文通過(guò)半實(shí)物仿真電臺(tái)的面板自識(shí)別設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可為半實(shí)物仿真電臺(tái)的構(gòu)建提供一個(gè)統(tǒng)一的軟硬件框架，為快速開(kāi)發(fā)新型半實(shí)物仿真電臺(tái)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

一、總體設(shè)計(jì)

半實(shí)物仿真電臺(tái)采用模塊化、一體化的設(shè)計(jì)方法，在現(xiàn)有各型號(hào)半實(shí)物仿真電臺(tái)的基礎(chǔ)上，研究其共性的部分及個(gè)性部分并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使它具備兼容各型號(hào)的功能。為此，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中將半實(shí)物仿真電臺(tái)分成兩部分，一是具有共性特征的核心處理單元，即通用仿真主機(jī)，二是具有個(gè)性特征的面板外觀(guān)和操作，即個(gè)性仿真面板。通用仿真主機(jī)和個(gè)性仿真面板通過(guò)統(tǒng)一的、簡(jiǎn)單的機(jī)械連接和電氣連接，使用統(tǒng)一的通用仿真主機(jī)，更換不同型號(hào)的仿真面板，可構(gòu)建各種不同型號(hào)的仿真電臺(tái)。

半實(shí)物仿真電臺(tái)根據(jù)實(shí)裝設(shè)備特點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)上，使其具有通用性、可重構(gòu)性、高穩(wěn)定性、高可靠性、低功耗等特點(diǎn)。

因此，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上，采用ARM嵌入式平臺(tái)，選用三星公司的ARM11S3C6410處理器硬件平臺(tái)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，軟件操作系統(tǒng)采用Windows CE 6.0。

二、仿真面板自識(shí)別接口電路設(shè)計(jì)

采用GPIO采集技術(shù)，在仿真面板的音頻板上進(jìn)行自識(shí)別接口電路設(shè)計(jì)。引出6個(gè)GPIO接口，每個(gè)GPIO接口設(shè)置成可放置跳帽的插座形式，插座一端接GPIO腳，另一端接數(shù)字地。

通過(guò)對(duì)6個(gè)GPIO插座放置跳帽的排列組合，即6個(gè)GPIO接口高低電平的排列組合構(gòu)成不同個(gè)性面板的標(biāo)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)仿真面板的自動(dòng)識(shí)別。

三、仿真面板自識(shí)別軟件的實(shí)現(xiàn)

3.1開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)模塊軟件實(shí)現(xiàn)

開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)模塊主要實(shí)現(xiàn)仿真電臺(tái)自識(shí)別軟件開(kāi)機(jī)后自啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)方法是將應(yīng)用程序（文件名為PTTClientCE.exe）路徑寫(xiě)入注冊(cè)表啟動(dòng)項(xiàng)中。代碼如下：

應(yīng)用程序所在目錄下，向注冊(cè)表添加GPIO驅(qū)動(dòng)注冊(cè)表內(nèi)容。

GPIO驅(qū)動(dòng)注冊(cè)表添加內(nèi)容為：

[HKEY_LOCAL_MACHINE＼init]

“Launch80”=“NANDFLASH＼＼TESTk＼＼PTTClientCE.exe”，//注冊(cè)表啟動(dòng)項(xiàng)

3.2 GPIO驅(qū)動(dòng)模塊軟件實(shí)現(xiàn)

由于嵌入式設(shè)備硬件平臺(tái)的多樣性，針對(duì)不同的硬件需要編寫(xiě)不同的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)屏蔽底層硬件的多樣性，使上層應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)不需要理解底層設(shè)備的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。GPIO驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)正是Windows CE 6.0嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。本文采用基于WinCE的驅(qū)動(dòng)程序模型中接口固定、最常用的驅(qū)動(dòng)程序即流接口驅(qū)動(dòng)程序。這種驅(qū)動(dòng)程序的函數(shù)實(shí)現(xiàn)一組固定的函數(shù)，這些函數(shù)稱(chēng)為流接口函數(shù)，這些流接口函數(shù)使得應(yīng)用程序可以通過(guò)文件系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)這些驅(qū)動(dòng)程序。

在VS2005中Platform Builder fnr CE 6.0開(kāi)發(fā)環(huán)境下，創(chuàng)建GPIO驅(qū)動(dòng)程序目錄及文件。在GPIO.cpp文件中，添加完善接口函數(shù)的內(nèi)容。在GPIO_Init0函數(shù)中完成虛擬地址映射，在GPIO_Deinit（）中釋放虛擬地址空間和各種資源。代碼如下：

對(duì)于GPQ2-5口，GPQCON0控制寄存器的輸入，輸出配置，GPQPUD控制寄存器的上拉/下拉/禁用配置，GPQDAT負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)寄存器的讀寫(xiě)，代碼可參照GPH8接口。

在GPIO.DEF文件中，提供驅(qū)動(dòng)接口。

編譯GPIO驅(qū)動(dòng)程序目錄，可生成GPIO.dll，供應(yīng)用程序在動(dòng)態(tài)庫(kù)中調(diào)用。

3.3面板識(shí)別模塊軟件實(shí)現(xiàn)

主要是對(duì)仿真面板識(shí)別電路中的GPIO進(jìn)行采集，計(jì)算仿真面板標(biāo)識(shí)碼，根據(jù)仿真面板編碼自動(dòng)加載相應(yīng)的應(yīng)用程序。

四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

利用Windows CE 6.0編寫(xiě)一個(gè)可運(yùn)行于S3C6410開(kāi)發(fā)板GPIO驅(qū)動(dòng)GPIO.dll，利用Visual Studio 2005 SP1編寫(xiě)1個(gè)可運(yùn)行于S3C6410開(kāi)發(fā)板Windows CE 6.0操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序，即面板自識(shí)別程序PTTClinetCE.exe，放于核心板NandFlash＼TEST目錄下，同時(shí)將電臺(tái)A、電臺(tái)B和電臺(tái)c仿真電臺(tái)程序電臺(tái)A.exe、電臺(tái)B.exe和電臺(tái)C.exe和運(yùn)行相關(guān)文件也放于NandFlash＼TEST目錄下。為了測(cè)試方便，面板自識(shí)別程序?yàn)镸FC對(duì)話(huà)框形式，并在對(duì)話(huà)框上顯示SW1～SW6插座上GPIO引腳的狀態(tài)、面板標(biāo)識(shí)碼大小和當(dāng)前的調(diào)用程序。

開(kāi)機(jī)后，先啟動(dòng)程序trITClinetCE.exe，該程序使用GPIO驅(qū)動(dòng)，讀取仿真面板音頻板上的自識(shí)別電路設(shè)置的GPIO狀態(tài)，識(shí)別不同型號(hào)的仿真面板，從而自動(dòng)加載不同電臺(tái)的主界面。

本文對(duì)面板自識(shí)別功能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試表明，在同一個(gè)通用仿真主機(jī)上，可快速更換仿真電臺(tái)面板，更換面板后電后能自動(dòng)加載新電臺(tái)程序，能夠滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需要。