由于Android操作系統(tǒng)開(kāi)放源碼，在近幾年被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，可以利用Android系統(tǒng)的開(kāi)放性，開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)在有線電話方面的應(yīng)用。將Android平臺(tái)與撥號(hào)芯片MT8880結(jié)合起來(lái)研究。因?yàn)锳ndroid原生代碼具有很大局限性，支持的設(shè)備太少，所以為了識(shí)別MT8880這個(gè)特定設(shè)備，并控制MT8880的邏輯輸出，需要在Linux內(nèi)核中添加驅(qū)動(dòng)模塊，并在HAL層和JNI層生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，使得頂層應(yīng)用程序可以控制撥號(hào)芯片MT8880。MT8880芯片主要用于發(fā)送雙音多頻信號(hào)(Dual Tone Multi Frequency)，在加載了撥號(hào)驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序后，可以實(shí)現(xiàn)Android系統(tǒng)的撥號(hào)功能。經(jīng)測(cè)試，設(shè)計(jì)的撥號(hào)驅(qū)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)新增設(shè)備的控制，電話應(yīng)用能成功撥號(hào)。

0引言

Android是由Google公司和開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開(kāi)發(fā)、基于Linux內(nèi)核的開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng)。Android最近幾年發(fā)展迅猛，被用于各種場(chǎng)合。TQ210開(kāi)發(fā)板搭載的是Android4.0系統(tǒng)，使用的是三星公司生產(chǎn)的S5PV210處理器，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合的需求。而采用的撥號(hào)芯片MT8880能夠發(fā)送經(jīng)過(guò)濾波處理過(guò)的雙音多頻（Dual Tone Multi Frequency,DTMF）信號(hào)。

電話由于其信號(hào)穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、輻射小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于企業(yè)、事業(yè)機(jī)構(gòu)和個(gè)人。在如今移動(dòng)設(shè)備被各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用的大環(huán)境下，可以通過(guò)底層驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)［2］，使得Android可以識(shí)別外部新增設(shè)備。將Android平臺(tái)與撥號(hào)芯片MT8880結(jié)合研究，可以實(shí)現(xiàn)Android電話撥號(hào)功能。

1硬件系統(tǒng)

1.1硬件框架

Android開(kāi)發(fā)平臺(tái)（TQ210開(kāi)發(fā)板）和MT8880撥號(hào)芯片構(gòu)成了硬件系統(tǒng)的主要部分，如圖1所示。Android平臺(tái)采用 TQ210 開(kāi)發(fā)板, TQ210開(kāi)發(fā)板的核心板為63 mm×53 mm×7 mm的10層板，共有280根引腳。核心板引出了兩路攝像頭接口CAMERA_A和CAMERA_B，其中CAMERA_B主要是開(kāi)發(fā)板為滿足不同開(kāi)發(fā)需求預(yù)留的應(yīng)用接口，可GPIO口復(fù)用，當(dāng)不用攝像頭功能時(shí)，可作為GPIO擴(kuò)展口。Android的 GPIO接口連接MT8880撥號(hào)芯片,使用CAMERA_B的GPIO口與芯片的相應(yīng)管腳相連接，并通過(guò)GPIO口輸出高低邏輯電平，對(duì)芯片進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)發(fā)送DTMF信號(hào)的功能。

1.2語(yǔ)音撥號(hào)芯片MT8880

MT8880芯片采用ISOCMOS技術(shù)制造，具有功耗低和穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，能夠比較準(zhǔn)確地發(fā)送DTMF信號(hào)。MT8880的發(fā)送部分的內(nèi)部邏輯如圖2所示。從結(jié)構(gòu)上看，在發(fā)送與電話號(hào)碼對(duì)應(yīng)的DTMF信號(hào)之前，必須對(duì)寄存器進(jìn)行相應(yīng)操作，首先選擇對(duì)狀態(tài)寄存器SR和控制寄存器CRA進(jìn)行操作，打開(kāi)信號(hào)音突發(fā)選通電路，使芯片能夠輸出信號(hào)，然后通過(guò)控制寄存器CRB和發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器TDR，使得電話號(hào)碼能夠通過(guò)D1~D4數(shù)據(jù)線輸入，最后經(jīng)過(guò)行、列計(jì)數(shù)器和D/A轉(zhuǎn)換器，輸出DTMF信號(hào)。通過(guò)RSO及WR和RD口線可對(duì)相關(guān)寄存器進(jìn)行選擇和控制，具體控制功能的實(shí)現(xiàn)如表1。 從外部看，可以通過(guò)外部微處理器訪問(wèn)其內(nèi)部的寄存器，以實(shí)現(xiàn)DTMF信號(hào)的發(fā)送功能。

2軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1Android源碼編譯環(huán)境的搭建

首先在64位的Ubuntu12.04操作系統(tǒng)中，完成Android源碼的編譯操作，并在系統(tǒng)中安裝和配置JDK，而為了順利編譯Android源碼，在系統(tǒng)中還需要安裝GCC編譯器、相關(guān)的庫(kù)和交叉編譯器arm-linux-gcc。在完成編譯環(huán)境的搭建后，目標(biāo)代碼便能在其他平臺(tái)上運(yùn)行。

2.2撥號(hào)功能的軟件框架

Android的系統(tǒng)架構(gòu)與其操作系統(tǒng)一樣，采用了分層架構(gòu)，主要包括應(yīng)用程序?qū)印?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)和核心層［4］，如圖3所示。為使Android可以識(shí)別撥號(hào)芯片MT8880這個(gè)特定的新增設(shè)備，即通過(guò)頂層代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的控制，首先在Linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了名為tel.c的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，為系統(tǒng)上層提供了操作底層硬件的接口；然后在HAL層封裝控制邏輯，在JNI層將本地代碼封裝成上層應(yīng)用可以調(diào)用的Java代碼，并生成相應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件即.so文件；最后頂層便可通過(guò)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，實(shí)現(xiàn)撥號(hào)功能。

2.2.1底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

底層驅(qū)動(dòng)模塊主要是控制CAMERA_B上的GPIO管腳，提供控制MT8880撥號(hào)芯片硬件設(shè)備接口的邏輯電平，使得系統(tǒng)能夠控制外部芯片MT8880實(shí)現(xiàn)撥號(hào)。撥號(hào)驅(qū)動(dòng)程序tel.c采用的混雜型驅(qū)動(dòng)設(shè)備miscdevice,主要由設(shè)備的注冊(cè)misc_register、注銷misc_deregister、打開(kāi)open、關(guān)閉close等部分組成。驅(qū)動(dòng)程序tel.c通過(guò)宏S3C_GPIO_SFN(x)對(duì)管腳功能進(jìn)行定義，當(dāng)x為0時(shí)，管腳為輸入，x為1時(shí)，管腳為輸出；通過(guò)函數(shù)int s3c_gpio_setpull(unsigned int pin, amsung_gpio_pull_t pull)為指定的GPIO管腳配置上下位狀態(tài)；通過(guò)函數(shù)int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)向內(nèi)核申請(qǐng)管腳，并用label去描述它；通過(guò)函數(shù)void gpio_free(unsigned gpio)釋放一個(gè)已經(jīng)申請(qǐng)的引腳，此函數(shù)與gpio_request對(duì)應(yīng);通過(guò)函數(shù)int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value )在管腳處輸出一個(gè)電平value（0或者1）;通過(guò)函數(shù)int gpio_direction_input(unsigned gpio)讀??；通過(guò)函數(shù)static unsigned int gpio_cfg_table［］定義了gpio_table數(shù)組，這個(gè)數(shù)組用來(lái)定義電話驅(qū)動(dòng)所用的GPIO引腳，總共需要7個(gè)引腳，分別為GPI0的0~6口。

2.2.2驅(qū)動(dòng)的編譯與安裝

將底層驅(qū)動(dòng)程序tel.c文件編寫(xiě)好后放入到/driver/char/mydrivers目錄下，并修改該目錄下的Kconfig和Makefile文件。由于使用動(dòng)態(tài)加載驅(qū)動(dòng)程序，所以必須先通過(guò)make menuconfig和make modules命令生成.ko文件，運(yùn)行以上兩個(gè)命令后其編譯結(jié)果如圖4所示。 然后使用adb devices和adb push命令將tel.ko文件傳送到開(kāi)發(fā)板上，并通過(guò)adb shell 命令進(jìn)入到Android Shell命令模式，即切換到開(kāi)發(fā)板，最后使用insmod 命令將tel.ko模塊加載到開(kāi)發(fā)板上。使用以上命令后，其編譯結(jié)果如圖5所示。