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手机管控系统作为一种有效的手机管理防护技术,可在一定的区域内对特定的手机用户进行实时地管理。该系统在硬件方面包括射频收发机、FPGA、DSP、ARM和上位机;在软件方面包括高速数据接收、基带信号处理和系统控制三部分,其中控制部分是整个系统的大脑,它完成了对系统的调度工作。
本文通过分析手机管控系统的工作原理及系统架构,给出控制软件的功能定义,并提出一种基于FPGA+ARM+上位机架构的软件设计方案。该方案中,ARM作为系统控制部分的核心,与FPGA、DSP和上位机相连,实现了具体的调度工作和各模块之间的数据传输;FPGA作为DSP和ARM与射频前端的数据接口,主要实现了数据的转换工作;上位机作为人机交互的接口,除了显示DSP解析出的消息以外,还使用户能够向DSP和射频前端传递工作参数。控制软件包括ARM、FPGA和上位机三部分。ARM方面,考虑到系统的实时性、可靠性和开发的难易程度,本文采用集成了OMAP3530芯片的SBC3530核心板做为嵌入式硬件平台,并在该平台上实现了基于嵌入式Linux操作系统的SPI设备驱动设计、多线程的应用程序设计。FPGA方面,根据射频前端收发机的工作参数定义,设计了频率控制字、增益控制字、频偏控制字和功率控制字等数据接口,用于改变射频前端的工作参数;通过Verilog HDL语言实现了UART数据接收模块、SPI数据收发模块和数据判定模块,其中UART和SPI模块用于接收ARM和DSP的数据,数据判定模块根据此数据的类型将其输出到射频前端对应的接口。上位机方面,通过VS2010实现了基于MFC的上位机显控软件,其包括命令发送、哑呼、信息接收与显示和参数配置等功能模块。其中,哑呼是一种在保证被叫用户手机未振铃的情况下,确定其TMSI信息的处理方法。在测试过程中,对DSP、ARM、FPGA与上位机之间的数据通路及控制软件的各子功能模块进行了测试,测试结果是数据传输正确、控制软件各功能子模块运行正常,结果表明了控制软件满足手机管控系统对实时性和可靠性的要求。