著科技化的角度持續加快，迫使有越來越多的人必須在緊湊的時間及地點進行工作，而當城市化的速度不斷地膨脹后，不僅導致交通網絡日益復雜，人們必要的移動性也有越來越頻繁的趨勢。使得每個人對空間信息有了更多的依賴，使得人們對于“我身處在何方？”、“前往的目的地？”、“如何前往？”等問題，存在著前所未有的需求性。因此，以嵌入式系統為主要平臺的數碼地理整合性應用與其因應方案，也就是手持式、車載 GPS 全球衛星導航系統，便可解決對此人們急迫的需求性。基于 S3C2440A 微處理器和 Win CE 5.0 嵌入式操作系統，設計了一套可靠且實用的嵌入式導航系統，所提供的功能可以滿足人們現階段日常生活的需要。

1 嵌入式導航系統主要組成

嵌入式導航系統由硬件層、軟件層和中間層組成。硬件層主要由一片嵌入式處理器核心控制模塊，再加上外圍的功能模塊組成；軟件層主要由系統軟件和應用軟件組成，其中系統軟件主要指嵌入式操作系統，應用軟件實現對被控對象的控制功能；中間層也稱為板級支持包（BSP），它將上層軟件和底層硬件分離開來，使系統的底層驅動與硬件無關。

BSP 是板級支持包，是介于主板硬件和操作系統之間的一層，應該說是屬于操作系統的一部分，主要目的是為了支持操作系統，使之能夠更好的運行于硬件主板。BSP 是相對于操作系統而言的，不同的操作系統對應于不同定義形式的 BSP，例如 VxWorks 的 BSP 和 Linux 的 BSP 相對于某一 CPU 來說盡管實現的功能一樣，可是寫法和接口定義是完全不同的，所以寫 BSP 一定要按照該系統 BSP 的定義形式來寫（BSP 的編程過程大多數是在某一個成型的 BSP 模板上進行修改）。這樣才能與上層 OS 保持正確的接口，良好的支持上層 OS.

2 嵌入式導航系統硬件設計

2.1 系統硬件總體設計

構成嵌入式導航系統的硬件核心是 S3C2440A 微處理器。它是一款 ARM920T 的內核 RISC 處理器。外接部分包括：存儲模塊 SDRAM，NAND FLASH，SD 卡；輸入模塊有 GPS 模塊、矩陣鍵盤模塊；接口模塊中包括：RS 232，USB.GPS 嵌入式導航系統硬件組成如圖 1 所示。

2.2 GPS 核心模塊電路設計

GPS 是英文 GlobalPositioningSystem（全球定位系統）的簡稱，而其中文簡稱為“球位系”.GPS 是 20 世紀 70 年代由美國陸海空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的經過 20 余年的研究實驗，耗資 300 億美元，到 1994 年 3 月，全球覆蓋率高達 98%的 24 顆 GPS 衛星星座己布設完成。在機械領域 GPS 則有另外一種含義：產品幾何技術規范（GeometricalProductSpecificaTIons）- 簡稱 GPS. 另外一種解釋為 G/s（GBpers）

該導航系統上使用的 GPS 接收芯片是芬蘭 Fas-trax 公司的 iTrax300 GPS 接收芯片。iTrax 300 是具有可編程 NEMA 協議的 OEM GPS 接收芯片，具有極低功耗、最少的硬件設計等特點。模塊與 S3C2440A 接口電路如圖 2 所示。其中，RX_GPS，RX_GPS 接入 UART 端。

3 嵌入式導航系統軟件設計

該系統軟件由嵌入式系統軟件（Win CE 5.0）和應用軟件（GPS 導航軟件）組成。

3.1 Win CE 5.0 嵌入式操作系統的構建

WindowsCE 是微軟公司嵌入式、移動計算平臺的基礎，它是一個開放的、可升級的 32 位嵌入式操作系統，是基于掌上型電腦類的電子設備操作系統，它是精簡的 Windows95，WindowsCE 的圖形用戶界面相當出色。WinCE5.0 在 2004 年 5 月份推出，微軟宣布 WinCE5.0 擴大開放程序源代碼。在這個開放源代碼計劃授權下，微軟開放 250 萬行源代碼程序作為評估套件（evaluaTIonkit）。凡是個人、廠商都可以下載這些源代碼加以修改使用，未來廠商 OEM 時，則再依執行時期（Run-TIme）授權，支付 WinCE5.0 核心每臺機器 3 美元的授權費用，這也是微軟第一個提供商業用途衍生授權的操作系統。

3.2 Win CE 操作系統下的應用軟件設計

應用軟件是基于 win CE 5.0 嵌入式操作系統開發的導航軟件應用程序，用來實現對被控對象的控制功能。導航軟件需要提供一個友好的人機界面，同時配合多功能電子地圖，完成對 GPS 信號的解析和定位；最終將路徑規劃和語音導航功能映射到整個系統的硬件和軟件的設計過程中。Embedded Visual C++4.0 下編寫 GPS 導航軟件設計流程如圖 3 所示。

應用軟件編輯好后，建立 PC 機與嵌入式系統的 AcTIveSync 連接，將導航軟件移植到 Win CE 5．0 操作系統，最終實現界面如圖 4 所示。用戶根據導航軟件的當前位置，確定現在所處的方位，通過矩陣鍵盤的輸入目的地。導航軟件可進行路徑規劃和語音導航。

4 結 語

這里從硬件、軟件兩部分入手，簡述了嵌入式導航系統的整個設計過程，涉及到 S3C2440A，WindowsCE5.0 和 GPS 模塊在系統中的實現。該系統的可運用在手持式、車載式衛星導航系統中，使人們日常生活中出行更加便捷，行車更加安全，有廣闊的應用前景。

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