基于80X86系列嵌入式的GPRS应用

    嵌入式是时下热门的一项技术，其核心部件是嵌入式处理器，按照嵌入式处理器的寄存器位数来分，从8位、16位、32位到64位，各种类型层出不穷，据不完全统计，全世界嵌入式处理器品种已经超过了1000种，流行的体系结构也有三十多个系列。目前比较典型的嵌入式处理器包括ARM和MIPS，其他还有PowerPC
、68K/ColdFire等。另外，80X86系列也在嵌入式系统中占有一席之地，例如基于80X86的PC104，在工控领域应用比较广泛。目前国内基于80X86的嵌入式做得比较好的公司包括成都的英创以及珠海的蓝宇，尤其是英创，在基于80X86的低端应用上走出了一条非常有特色的道路。
   说到80X86系列，就不得不说DOS操作系统，目前几乎大部分80X86嵌入式都是采用DOS作为底层操作系统。DOS是一个单任务操作系统，早期受限与MCU体系，基本上都是在实模式下开发，80386以后随着MMU的引入，又逐步引入了保护模式，实模式与保护模式最大区别就是寻址空间以及进程保护的区别，因为目前基于80X86系列的应用多是在实模式下完成，所以就不多详诉。显然，单任务的DOS已经越来越难以满足日益复杂化嵌入式软件设计的需要，因此我们需要引入RTOS（嵌入式实时操作系统），目前在低端80X86处理器上，能跑的RTOS不多，根据我自己的经验，主要还是uC/OS以及ERTOS，前者是Micrium的产品（北航有本参考书详细介绍了这个RTOS），后者是JK Micros公司的一个早期产品，该RTOS的主要特性包括：
1、基于优先级或者时间轮转的调度
2、整合了TCP/IP协议栈（基于WATTCP）
3、提供了较丰富的系统函数（大部分DOS系统调用和函数不是可重入的，缺乏基本的线程保护机制。）
4、支持浮点运算
5、完善的服务器功能，FTP, HTTP, SMTP, TELNET, TFTP, SNMP 

     GPRS是目前比较流行的一种无线通信方式，其部署方便、按流量计费、可永远在线等特点，使其较多地出现在一些无线领域。要实现嵌入式通过GPRS上网，有2种选择：
1、采用内嵌TCP/IP的GPRS模块（例如BENQ MC35I、SONY ERICSSON GR47）。但这种方式下，因为内置TCP/IP调用功能通常通过AT指令与模块通过透明传输交换数据，所以不太适合有复杂数据传送的场合，并且价格较贵。
2、采用没有内置TCP/IP的GPRS模块（例如WAVECOM 2403A， SIEMENS MC39I）。这种情况下，需要软件实现PPP以及TCP/IP协议。但有些公司，当你购买他的嵌入式套件后，他会提供现成的PPP/TCPIP库，这样就方便得多了。

  下面说一下如何通过GPRS上网，这里笔者采用WAVECOM 2403A GPRS模块。因为uC/OS目前还不支持PPP协议，也没有一个可行方案，所以这里只好采用ERTOS，其内置TCP/IP协议栈，而支持ERTOS的PPP协议栈目前有几个选择，一个是DOSPPP，另外一个是JK MICROS的一个PPP协议栈（需要做一些协议栈上的代码修改）。这里补充一下，实际上DOS下的TCP/IP调用都是通过WATTCP,WATTCP可以说是一个协议栈也可以说是一个规范，因为其只负责传输层以上的协议，而对于以下的数据链路层次，它制定了一个ISR调用标准，需要第三方来自行实现数据链路层与WATTCP的传输层的对接，通过一个规范ISR，WATTCP就可以与链路层无关，实际上上面提到的2个PPP协议栈，其实就是PPP+TSR。在开发中，我发现，TSR不能在程序中随意装载，卸载，否则就会死机，而大多数PPP协议栈都是拨号同时驻留TSR，这样一旦万一情况下连接断开了，GPRS就无法继续进行了，因为无法重新拨号（需要重新卸载ISR、拨号并装载TSR）。但目前有2个可以找到的方案是可以先驻留TSR，再拨号，这样就可以反复拨号，而不用担心需要重新卸载驻留TSR，另外JK MICROS那个是以函数库形式提供，而不是外部DOS命令方式调用，这样就更加方便。
   以上只是一个简单的方案供大家参考，需要完整跑起来，还需要做一些工作：
1、参考对应模块AT指令以及本地运营商信息，了解GPRS相关配置指令。
2、编制拨号脚本
3、编写相应TCP/IP测试程序
   虽然我让我的WAVECOM 2403A顺利的在PC104上通过ERTOS跑了起来，但通过这个过程，深感自身力量单薄，加上资料甚少，好多问题都没有吃透彻，本文也只能算抛砖引玉。同时希望对各位在基于80X86下应用GPRS遇到困难时候能有一丝帮助，那也就是本人最大的荣幸了。