1.1 微處理器
    系統采用的MC9328 MX1微處理器是最新推出的Motorola DragonBall系列微處理器。它采用先進節(jié)電的ARM920T 核心，速度最高可達200MHz。集成了LCD 控制器、SRAM、USB接口、一個A/D轉換器（支持觸摸屏控制）、一個MMC/SD主機端控制器。256-pin的MPPBGA封裝^[1]。
1.2 無線收發(fā)模塊
    系統采用WAVECOM公司的專用無線收發(fā)模塊。它是雙頻GSM模塊(EGSM900/1800MHz)，其設計及開發(fā)符合ETSI GSM Phase 2+標準。具有話音、GSM電路數據/傳真、GPRS分組數據、短消息等功能。該模塊支持AT指令集，通過RS232與MX1通信^[2]。
1.3 其它外圍設備
    智能手機的其它外圍設備還有LCD、Touch panel、Audio CODEC等。
2 智能手機系統的軟件設計
    系統分析和軟件設計是智能手機系統實現的難點之一，設計的優(yōu)劣關系到系統的穩(wěn)定性、擴展性等。因為要兼顧到GSM語音控制與其它智能手機應用之間的互相切換及關聯關系，智能手機軟件系統的設計就變得相對復雜。系統設計將軟件分為三層結構，如圖2所示。最下面一層為操作系統層，主要實現對Linux操作系統的移植，其中包括Bootloader引導程序、LCD等設備的驅動程序。中間層為服務程序層，該層主要包括GUI服務器以及GSM/GPRS控制服務器。智能手機系統設計的關鍵在于各項功能應用的實現。對智能手機軟件進行分層設計，有利于各個功能有機地協調運轉，同時也便于軟件的開發(fā)與調試。

2.1 嵌入式Linux操作系統
    Linux最初是由Linux Torvalds編寫及發(fā)布的源代碼公開、可免費使用的操作系統。后來，又通過Internet上成百上千的程序員的加入，使Linux成為一個幾乎支持所有主流32位CPU的操作系統。其特點主要有：內核高效穩(wěn)定、公開源代碼、可移植性、可裁減、支持多任務等。
    本設計中采用的Linux內核是在ARM-Linux基礎上，編寫符合硬件設計的引導程序及電源管理控制程序；并針對本系統的硬件設計，編寫了LCD、觸摸屏等硬件設備驅動程序。
    智能手機基于Linux操作系統工作時，首先初始化CPU；然后加載各個設備驅動程序，初始化存儲器及外圍設備；最后啟動各服務程序，進入待機狀態(tài)^[3]。
2.2 服務程序的設計
    智能手機系統中的服務程序主要有GUI Server和GSM/GPRS Server，它們是上層應用賴以實現的基礎。
2.2.1 GUI Server
    為使系統能夠很好地支持瀏覽器及MMS等界面復雜的應用，具有良好的可擴展性，本系統中的GUI Server設計采用了客戶機/服務器模式，并以動態(tài)鏈接庫的形式對圖形設備接口進行封裝，具體如圖3所示^[4]。

    服務進程與應用進程之間采用Linux提供的消息隊列進行通信。服務進程保存系統GUI環(huán)境的描述信息，為應用進程提供注冊及一些計算任務，如計算當前剪切域內容等。此外，還負責顯示桌面。應用程序在啟動后，首先與服務進程建立連接并進行交互，將自身的一些描述信息發(fā)送到服務進程。
    服務進程和應用進程通過調用動態(tài)庫實現基本窗口顯示功能。其中窗口樹與剪切域都定義在動態(tài)庫中，對于服務進程或應用程序而言，它們是透明的，不需要進行管理。因服務進程與客戶進程分別運行在不同的進程空間中，所以雖然在動態(tài)庫中定義了相同的數據，但它們之間不會產生任何沖突。
    設計對動態(tài)庫中封裝的函數進行了分層。其中直接針對Framebuffer進行輸出的函數位于系統最低層，其上是設備上下文。因每次對一個窗口輸出時都要首先建立設備上下文，所以設備上下文總可以引用窗體結構，自然也可以引用到窗口的剪切域。所以針對設備上下文的輸出首先會參照窗口剪切域，在剪切域范圍內才可以進行輸出。
    圖形設備接口建立在設備上下文之上，主要包括點、線、面、文本等。如上文所述，輸出之前，首先建立設備上下文，即其輸出的目標是設備上下文，而不是窗口。
    圖形設備接口的上層是應用開發(fā)接口即API層，桌面進程與客戶進程都通過調用API函數實現系統功能。
    另外，系統建立了輸入的抽象層，屏蔽了不同輸入設備。
2.2.2 GSM/GPRS Server多工通信服務器軟件
    GSM/GPRS Server多工通信服務器軟件是電話、短信及數據業(yè)務的守護進程，負責響應應用程序轉發(fā)的用戶操作事件及從串口獲得的無線通信模塊事件，是整個智能手機系統的核心。在這部分的工作中要實現多鏈路的數據通信、事件優(yōu)先級判別，并在執(zhí)行數據通信時，保證電話、短信的接入。具體程序設計結構如圖4所示。

2.3 智能手機系統中的應用程序設計
    有了中間層的服務程序，上層應用程序可以根據GUI Server及GSM/GPRS Server提供的接口進行移植和開發(fā)。本設計中實現了電話控制程序、短信收發(fā)的管理及數據業(yè)務的應用等。下面以電話控制程序為例，介紹智能手機應用程序的設計與實現。
    筆者將電話控制程序設計分為三個運行態(tài)：Power-On State(上電態(tài))、Idle State(空閑態(tài))、Execution State(執(zhí)行態(tài))。圖5表示了三個狀態(tài)之間的關系和進入各個狀態(tài)的條件。