基于MTK平台手机GPS模块的研究

中国西部科技　２０１　１年０５月（中旬）第１０卷第１４期总第２４７期　

基于ＭＴＫ平台手机Ｇ】ＰＳ模块的研究　

殷波波　王　

民　李　宝　

（西安建筑科技大学，　陕西西安７１　００５５）　

摘要：本文在介绍课题涉及的行业背景和发展现状基础上，分析了ＭＴ６２２５体系结构和ＭＭｌ工作流程，按照软件项目开　

ＧＰＳ物理层，数据驱动层和应用层三层。其中ＧＰｓ物理层　发方法设计实现了ＧＰＳ模块功能。实现的功能按层次可以划分

实现ＧＰｓ卫星数据采集和定位；数据驱动层实现ＮＭＥＡ数据获取，解析和与应用层交互功能；应用层实现了电子地图定位　

和导航等应用功能，ＧＰＳ模块与手机其他功能模块之间的交互，以及对ＧＰＳ性能自检功能。本文的主要工作是数据驱动层　

和应用层的设计与开发。　

关键词：ＭＴＫ；ＧＰＳ；ＭＭＩ　

Ｄ０１：１　０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１　６７１—６５９６．２０１　１．１　４．０１　５　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ＧＰＳ　Ｍｏｄｕｌｅ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｐｈｏｎｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＭＴＫ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　

ＹＩＮ　Ｂｏ—ｂｏ．　ＮＧ　Ｍｉｎ．ＬＩ　Ｂａｏ　

（Ｘｉ’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１００５５）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ａｎｄ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＧＰＳ　ｍｏｄｕｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｗｈｉｃｈ　ｗｅ　

ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｏｆ　ＭＴ６２２５　ａｎｄ　ｗｏｒｋｆｌｏｗ　ｏｆ　ＭＭＩ．Ｆｉｎａｌｌｙ　ｗｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＧＰＳ　

ｍｏｄｕｌｅ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｔｈｅ　ＧＰＳ　ｍｏｄｕｌｅ　Ｒ＆Ｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｒｅｅ　ｌａｙｅｒｓ．ｗｈｉｃｈ　

ｗｅｒｅ　ＧＰＳ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｌａｙｅｒ，ｄａｔａ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ．ＧＰＳ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｌａｙｅｒ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ａｎｄ　

ｃｏｕｎｔｅｄ　ｔｈｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｄａｔａ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｌａｙｅｒ　ａｃｑｕｉｒｅｄ　ｔｈｅ　ＮＭＥＡ　ｄａｔａ．ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ　ｄａｔａ　ｐａｃｋｅｔ　ａｎｄ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｍａｐ，ｔｈｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ＧＰＳ　

ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｍｏｄｕｌｅｓ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｈｅｃｋ　ｏｆ　ＧＰＳ．Ｔｈｅ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｔａｓｋｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｅｒｅ　ｔｏ　ｄｅｖｅｌｏｐ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　

ｄｒｉｖｉｎｇ　ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＭＴＫ；Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ；Ｍａｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ　ＩｎｔｅｒｆａＣＣ　

ｌ　引言　

等。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点，如能够　

有效管理越来越复杂的系统资源；能够把硬件虚拟化，使得　

开发人员从繁忙的驱动程序植和维护中解脱出来；能够提供　

库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。与通用操作系统　

相比较，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依　

赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的　

随着国内经济的快速发展，城际间的经济往来更加频　

繁，活动的区域也越来越大，由此产生了交通阻塞、找不　

到目的地、工作效率降低等严重问题，因此国内出现了像　

ＧＰＳ车载导航系统，手持导航仪这样的导航设备。这些产　

品能有效的改善以上各种交通问题，为人们出行提供便捷　

服务，但是有着成本较高，功能比较单一等缺陷。随着软　

件集成应用越来越广泛，实现ＧＰＳ导航更便捷更有效的办　

法是把ＧＰＳ导航移植在移动通信设备当中。随着手持移动　

通信设备和移动通信网络发展的日趋成熟，ＧＰＳ芯片成本　

的日益降低，以较低的成本实现手机ＧＰＳ导航功能，具有　

一

特点。使用嵌入式操作系统的用户只需添加所需的任务到操　

作系统中即可，既节省开发时间，又提高程序的可靠性。　

２．２　ＭＴ６２２５平台工作原理　

定的研究意义和市场价值。在ＧＰＳ导航的应用范围越来　

越广泛，越来越受到人们的关注情况下，很多大的手机厂　

商都选择在自己的中高端手机产品中增￣ＭＧＰＳ导航功能，　

从而更加方便了人们的出行等活动。　

２　嵌入式系统及ｆｆｒＫ６２２５平台　

２．１嵌入式系统概述　

嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系　

统软件，它是嵌入式系统（包括硬、软件系统）极为重要的　

组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内　

核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器　

ｏ　

ｏ　

ｏ　

●　

图１　Ｍｔ３２２５平台架构　

收稿日期：２０１１一Ｏ３—０４修回日期：２０１１一Ｏ３—１８　

作者简介：殷波波，男，陕西高陵籍，研究生，研究方向为信息与信号处理。　

２８　

２．３　ＨＴ６２２５基带芯片　

ＭＴ６２２５内部结构如图２所示。　

事件，曩裘　

＿　

：盐．Ｈ　

Ｉ嚣’　

图２　Ｍ１６２５５基带芯片内部架构　

３　基于ｗｒＫ６２２５平台手机ＧＰ￥功能的总体设计　

３．１硬件组成结构　

本文所实现的ＧＰＳ导航手机硬件组成结构是采用ＧＰＳ芯　

图４　ＨＨＩ体系结构　

３．３　ＧＰＳ模块设计　

ＧＰＳ模块的设计，遵从ＭＴＫ软件体系结构功能模块的分　

层思想设计方法，这样可以保持系统整体风格，便于维　

片＋６２２５基带芯片的方法。本文的ＧＰＳ芯片自身连接时钟装　

置，ＧＰＳ天线和电源，线采用有源天线或者无源天线都可　

以，电源一般有两个，一个是主供电源，一个是备用电　

源，备用电源只在主供电源不稳定的情况下才被使用，电　

源开关由基带芯片控制，ＧＰＳ芯片和基带芯片之间通过串口　

进行数据通信，如图３所示。ＧＰＳ芯片的数据传输方式同样　

支持ＵＳＢ，ＧＰＩＯ数据传输，其中ＵＳＢ传输机制可用在连接　

Ｐｃ机上，进行测试工作。　

护。ＧＰＳ模块从设计层次上讲可以划分为３层。顶层是应用　

层，包括用户界面和地图，应用层需要有独立的任务接收　

业务驱动层传来的ＧＰＳ标准数据包，还要有独立的任务用来　

绘制地图，要完成不同功能模块之间的交互，界面的显示　

等。中间层是业务驱动层，业务驱动层的任务负责从ＧＰＳ芯　

片接收数据并整理成标准数据，转发给上层模块。底层是　

物理层，即ＧＰｓ芯片本身。　

图３手机导航硬件结构　

３．２　ＭＭＩ体系结构　

ＭＭＩ（Ｍａｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，人机界面）负责和用　

户的交互，它包含各个功能模块的上层逻辑控制部分和界　

面显示部分。ＭＭＩ模块在整个系统中处于最高层，解释用户　

的各种命令并发消息到相应的处理模块，同时将系统接收　

到的各种消息或系统所处的状态以界面友好的方式反馈给　

用户，它由管理人界面交互的任务实现。在ＧＰＳ导航手机的　

研发过程中，软件部分的设计和开发工作主要集中在ＭＭＩ　

层，所以，对ＭＩＫ平台ＭＭＩ层的深入理解和分析是实现ＧＰＳ模　

块功能的基础。　

ＭＴＫ平台ＭＴ６２２５的ＭＭＩ体系结构见图４。　

图５任务交互过程　

３．４电子地图导航设计　

２９　

中国西部科技　２０１　１年０５月（中旬）第１０卷第１４期总第２４７期　

电子地图导航设计主要包括数据驱动层ＮＭＥＡ数据接　

收，解析与发送，电子地图工作场景与其他功能模块场景　

之间的交互，ＧＰＳ后台运行状态的控制，位置短信的发送和　

接收，待机界面和入口菜单屏幕的设计。这些功能的设计　

主要是面向最终用户的。　

３．４．１数据驱动层交互设计　

导航模块应用层ＵＩ设计分为两类，一类是菜单屏幕和　

待机界面电子地图入口的设计，菜单屏幕的设计符合ＭＴＫ的　

屏幕设计原理，ＭＴ２５平台使用Ｄｒａｗ　Ｍａｎａｇｅｒ机制，Ｄｒａｗ　

Ｍａｎａｇｅ把一张屏幕中的所有ｕＩ组件以表单形式进行统一管　

理，坐标集合和控件集合都作为资源维护。由Ｄｒａｗ　

Ｍａｎａｇｅ向各个具体控件发出画图请求，各个控件再去调用　

ＷＧＵＩ，ＧＵＩ，或者ＧＤＩ接口绘制屏幕。导航手机菜单屏幕有　

一

图５是ＮＥＭＡ数据驱动任务和电子地图任务之间的一个交　

互过程。当用户进入电子地图之后，ＧＰＳ芯片就开始工作　

了。每次ＧＰＳ芯片对星历信息做完处理之后，会把数据发送　

到基带芯片串口的Ｂｕｆｆｅｒ，然后就触发了串口消息通知数　

据驱动层，数据驱动层在收到串口消息之后，会去读串口　

个唯一的ＩＤ号，通过调用屏幕类别层的接口将ＩＤ号匹配　

ＩＤ对应控件集合和坐标集合的表结构，对菜单类的屏幕而　

对应的屏幕类别，继续向下传递到ｕＩ层，ｕＩ层存在一张　

言，对应着一些有固定风格的控件，比如，左右软键，菜　

Ｂｕｆｆｅｒ的数据，并同时对串口数据进行处理，去掉对电子　

单屏幕的ＴＩＴＬＥ，状态栏，背景等等，还有固定坐标系，　

地图没有用的数据，保留有价值信息。如此反复操作，直　

Ｄｒａｗ　Ｍａｎａｇｅｒ获得这些信息之后再统一绘制屏幕。各层之　

至积累数据到一个完整的数据包，最后将完整的ＮＭＥＡ数据　间的关系图见图７所示。　

包发给电子地图任务，由电子地图任务完成地图定位和导　

航工作。电子地图有两个任务，一个叫做内部任务，是进　

行电子地图内部功能的监视。一个叫做外部任务，主要完　

成与ＭＭＩ其他模块的交互，也负责接收数据驱动层发送的　

ＮＭＥＡ数据包。　

５．４．２电子地图与其他功能交互与ＧＰＳ后台运行状态控制设计　

在使用电子地图的过程中，常常会出现一些事件，使　

得用户不得不离开电子地图界面，这种情况下，我们首先　

要暂时让电子地图处于后台运行的状态，其次要考虑到用　

户在这类情况下的所有可能操作，最终在这些一连串事件　

逻辑　掰艨　ｌ　瓣幕囊别　组件资源屡　

结束后能否顺利返回电子地图，或者没有返回电子地图。　

这中间的处理大体流程见图６所示。　

图７　ＵＩ绘制模块图　

４　小结　

本文主要介绍了ＭＴＫ６２２５平台的软硬件结构，并将　

记录　件类型　

ＧＰＳ芯片和ＭＴＫ６２２５进行结合，来实现手机的ＧＰＳ模块的功　

电子地豳工作状番　

能。随着卫星定位系统不断改进，ＧＰＳ定位和导航技术的发　

展，以及人们对ＧＰＳ应用的关注不断提升，ＧＰＳ功能将来一　

非地强事作进行中　

定会作为手机的标准第三方服务，ＧＰＳ模块甚至会作为手机　

电子地瓣后台运行　

方案设计商的标准配置。所以无论是对手机本身性能进行　

发掘，还是对手机ＧＰＳ模块实现进行深入研究，都有着很好　

事件结柬．是否觐　

建番启动　

的实际意义。　

刭了电子地喇　

定时嚣　

后愈工作提示　

。＼．

／　

参考文献：　

，

［１］董四海．ＧＰＳ全球定位系统的发展趋势及市场前景［Ｊ］．微型机应　

．．．．．．．．．．．．．．　

Ｉ　．．．．一　

电子地鬻继续　

后白工作提示　定对处理　

用用，１９９７．　

［２］李德元．嵌入式计算机技术及其应用［Ｊ］．计算机工程，１９９８．　

［３］师青．ＧＰＳ接收机基带处理芯片设计研究［Ｄ］．西安电子科技大　

学硕士论文，２００７，０４．　

［４］ＭＴ６２２５

ＧＳＭ　ＧＰＲＳＢａｓｅｂａｎｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　Ｄａｔａ　Ｓｈｅｅｔ

１．０７Ｍｅｄｉ　

图６电子地图模块与其他模块问交互处理流程　

ａＴｅｋ，Ａｐｒｉ　ｌ２００７．　

３．４．３应用层屏幕的设计　

滋　凌；蘸※　

（上接第４８页）鼠害的破坏，主要是黑线仓鼠食根，造成根　另外提高油松容器苗造林成活率必需认真做好育苗容　

系被破坏，疏导组织失去作用，致使苗木死亡占３％左右。　

器、基质配比等各项前期准备工作，严格基质配比比例和　

５　小结　

消毒灭菌操作程序，全力推广应用可降解低污染育苗容器　

通过以上两地块的对比试验，可以明显看出，使用绿　

和“轻型营养基质”容器育苗技术，提高育苗造林科技含　

宝缓冲剂的油松容器苗造林地，优点是从成活率到保存率　

量。　

都明显提高，避免重复投资；缺点是造价较高，一次性投　

参考文献：（略）　

资较大，进行大面积左右有一定难度。　

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