信息交互終端是一種以信息交流為主要目的，為個性化用戶提供信息處理、存儲和查詢等功能的嵌入式設(shè)備。與個人電腦機(jī)相比，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、功能專一、操作簡單。目前，信息交互終端主要應(yīng)用于銀行、移動通信和視頻會議等領(lǐng)域。
1）銀行金融終端。銀行金融終端是一種以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行金融交易為主要功能的低端設(shè)備，能24小時為客戶提供服務(wù)，即客戶能夠隨時通過該終端實(shí)現(xiàn)存取款、轉(zhuǎn)帳、查詢等操作。目前該類型終端已經(jīng)走入我國的大中型城市，但其應(yīng)用功能較少。
2）移動通信終端。移動通信終端主要以手機(jī)和掌上電腦（pda）為主要代表。其中手機(jī)以語音傳輸為主，兼有收發(fā)短消息、wap（無線應(yīng)用協(xié)議）上網(wǎng)的功能；pda具有個人數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，并且攜帶方便，但價格較高。
3）視頻會議終端。視頻會議終端以視頻通訊作為一種有效的多媒體通訊方式，已經(jīng)成為個人內(nèi)容服務(wù)和企業(yè)內(nèi)容服務(wù)的主要信息交流工具，但目前還處于初級階段。
總之，信息交互終端正在蓬勃發(fā)展，并成為人們生活和工作中*的信息交流工具，但由于它們應(yīng)用功能少、性價比低，造成其在信息家電等領(lǐng)域得不到廣泛應(yīng)用。目前，多種功能一體化和應(yīng)用于不同領(lǐng)域已成為信息交互終端的研究重點(diǎn)。其一，具有單一功能的信息交互只能滿足客戶的部分需求，不能滿足客戶對產(chǎn)品多功能合一的需求，因此在信息交互終端具備專一性的基礎(chǔ)上，多功能一體化已成為信息交互終端產(chǎn)品的一個主要發(fā)展方向。其二，為了滿足不同的功能需求，還要求信息交互終端具有很強(qiáng)的可定制性，便于用戶或開發(fā)人員對其個性化定制，使其能在銀行金融等之外的領(lǐng)域得到應(yīng)用。因此很有必要研究具有多種功能、信息交流強(qiáng)和可靠性高的信息交互終端。
多功能信息交互終端
作者針對傳統(tǒng)信息交互終端的不足，提出了miit（multifunctionalinformation-interactiveterminalbasedonuclinux）,基于uclinux（microcontrollinux微控制操作系統(tǒng)）的嵌入式多功能信息交互終端的產(chǎn)品概念。miit是一種能夠以多種方式進(jìn)行信息交流，并具有滿足多種應(yīng)用需求的多種功能（如串口通訊、有線/無線網(wǎng)絡(luò)通訊、語音傳輸?shù)龋?應(yīng)用于信息家電、移動通訊、工業(yè)控制、甚至軍事等領(lǐng)域的嵌入式設(shè)備。它具有：可靠的嵌入式uclinux操作系統(tǒng)；多種功能一體化；可個性化定制，信息交流強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
miit的軟硬件結(jié)構(gòu)
miit的硬件結(jié)構(gòu)
miit的硬件系統(tǒng)主要包括微處理器、存儲器、外部設(shè)備，其硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。
empu（嵌入式微處理器）是整個終端系統(tǒng)的核心，它主要由運(yùn)算器和控制邏輯構(gòu)成，通過控制總線、地址總線控制外部設(shè)備和存儲器之間、存儲器和存儲器之間、外部設(shè)備和外部設(shè)備之間的信息傳輸。選擇時裝配empu的電路板上必須包括sdram（同步動態(tài)隨機(jī)存儲器）、總線接口、各種外設(shè)接口等器件。存儲器主要是用來存儲數(shù)據(jù)，選擇時要考慮存儲數(shù)據(jù)大小，這里選用4m的flashrom（閃存）和16m的sdram。外部設(shè)備（輸入設(shè)備和輸出設(shè)備）是miit與用戶及其它設(shè)備之間通訊的橋梁。其中輸入設(shè)備（如鍵盤）將外來的數(shù)據(jù)傳輸給miit,輸出設(shè)備（如微型打印機(jī)）將miit處理結(jié)果顯示或傳遞給其它設(shè)備。
miit軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
嵌入式軟件系統(tǒng)主要包括嵌入式操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序3部分，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。嵌入式操作系統(tǒng)是將mpu時間、中斷、i/o、定時器等資源包裝起來，留給用戶一個api接口的系統(tǒng)。它主要負(fù)責(zé)進(jìn)程管理；系統(tǒng)時鐘管理；進(jìn)程間通信管理和系統(tǒng)中斷管理。miit的操作系統(tǒng)采用嵌入式uclinux,它是一個以linux為內(nèi)核的嵌入式操作系統(tǒng)，具有l(wèi)inux大部分優(yōu)點(diǎn)，適用于工控領(lǐng)域。驅(qū)動程序作為操作系統(tǒng)內(nèi)核與機(jī)器硬件之間的接口，對上層來說它只是調(diào)用hal（硬件抽象層）提供的功能，對下層來說負(fù)責(zé)對外圍設(shè)備的控制、管理和讀寫操作。
應(yīng)用程序由c語言編寫的多種功能的程序構(gòu)成，它是系統(tǒng)應(yīng)用功能的具體體現(xiàn)，其內(nèi)部各函數(shù)之間采用函數(shù)調(diào)用的方式進(jìn)行連接。嵌入式操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、應(yīng)用程序這三者之間，嵌入式uclinux是整個軟件系統(tǒng)的樞紐，它采用系統(tǒng)調(diào)用的工作模式，通過文件系統(tǒng)、進(jìn)程管理等與各種硬件驅(qū)動程序（如圖形驅(qū)動、flash（閃存）驅(qū)動、串口驅(qū)動以及打印驅(qū)動等）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過api（applicationinterface）與應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
miit的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技
鍵盤的實(shí)現(xiàn)
鍵盤的實(shí)現(xiàn)有兩種方案—采用i/o（輸入/輸出）口或spi（serialperipheralinterface）口。使用i/o口傳輸速度較快，但占用引腳較多，實(shí)現(xiàn)16個按鍵的矩陣式鍵盤需要9個引腳（4個輸入、4個輸出和1個中斷請求）;用spi接口傳輸速度較慢，但只需要in、out、clk、cs0、clr五個引腳。在主頻為66mhz的mcf5272（motorola摩托羅拉）之上，采用spi口基本滿足鍵盤傳輸速度的要求。
miit鍵盤硬件電路通過兩片74ls164級聯(lián)實(shí)現(xiàn)16個按鍵。其中，164的輸入引腳a要與b相連，再接qspi的引腳。另外，鍵盤電路工作時必須將164的clr引腳設(shè)置為低電平（低電平有效）。
實(shí)現(xiàn)miit鍵盤的spi口工作在主模式下。spi口數(shù)據(jù)發(fā)送操作是通過向commandram（命令）中寫數(shù)據(jù)觸發(fā)的，經(jīng)過8位時鐘周期完成1個字節(jié)的發(fā)送。鍵盤掃描碼作為輸入數(shù)據(jù)保留在transmitram（傳輸）中，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后qir（interruptregister）自動置位，產(chǎn)生中斷。鍵盤掃描程序檢測到該中斷信息后，讀取receiveram（接收）中的數(shù)據(jù)，而該數(shù)據(jù)就是transmitram中的鍵盤掃描碼通過鍵盤電路處理后得到的鍵盤檢測值，軟件系統(tǒng)對該檢測值進(jìn)行處理后得到鍵盤相應(yīng)按鍵值。
基于uclinux的串口數(shù)據(jù)采集
基于uclinux的和停止位的設(shè)置）、串口write和read（讀寫）、串口close（關(guān)閉）等內(nèi)容。數(shù)據(jù)采集程序?qū)崿F(xiàn)上與windows操作系統(tǒng)下的串口通訊不一樣，其中有三點(diǎn)值得特別注意：
1）miit只是通過串口傳輸數(shù)據(jù)，不需通過串口模擬終端通信，所以miit串口采用了rawmode（原始模式）方式。設(shè)置方式如下：
options.c-lflag&=～（icanon|echo|echoe|isig）（input）;
options.c-oflag&=～opost（output）;
2）在設(shè)置串口時，發(fā)送方和接收方的波特率、效驗(yàn)位和停止位要相同，否則雙方將不能通訊；
3）為了防止所采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)亂碼，需要把串口控制字符集controlcharacters中的vtime和vmin設(shè)置為0和1。0表示打開串口后隨時接收數(shù)據(jù)；1被當(dāng)做逾時設(shè)定值為一字元。
特定應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)
應(yīng)用程序主要包括系統(tǒng)設(shè)置、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)通訊和打印等。應(yīng)用程序采用單任務(wù)的控制方式，軟件系統(tǒng)接到按鍵事件后執(zhí)行相關(guān)操作，如網(wǎng)絡(luò)通訊、打印等。例如，miit在接到自動數(shù)據(jù)采集的按鍵命令后，執(zhí)行采集任務(wù)，然后將采集的數(shù)據(jù)交與數(shù)據(jù)庫處理，完成后等待新的按鍵事件。
結(jié)論
采用性能可靠嵌入式uclinux操作系統(tǒng)作為miit的操作系統(tǒng)，無疑確保了程序的可靠性、簡化了多功能信息交互軟件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度。在miit系統(tǒng)上關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，解決了miit中的鍵盤輸入、基于linux串口數(shù)據(jù)采集、特定應(yīng)用程序等問題，為miit能夠在信息家電、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展奠定了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。