開題報(bào)告-基于arm9的電子支付終端

基于ARM9的電子支付終端的設(shè)計(jì)開題報(bào)告一、課題的目的和意義電子支付，是指從事電子商務(wù)交易的當(dāng)事人，包括消費(fèi)者、廠商和金融機(jī)構(gòu)，通過信息網(wǎng)絡(luò)，使用安全的信息傳輸手段，采用數(shù)字化方式進(jìn)行的貨幣支付或資金流轉(zhuǎn)。電子支付是采用先進(jìn)的技術(shù)通過數(shù)字流轉(zhuǎn)來完成信息傳輸?shù)?，其各種支付方式都是采用數(shù)字化的方式進(jìn)行款項(xiàng)支付的；而傳統(tǒng)的支付方式則是通過現(xiàn)金的流轉(zhuǎn)、票據(jù)的轉(zhuǎn)讓及銀行的匯兌等物理實(shí)體是流轉(zhuǎn)來完成款項(xiàng)支付的。電子支付的工作環(huán)境是基于一個(gè)開放的系統(tǒng)平臺(tái)（即因特網(wǎng)）之中；而傳統(tǒng)支付則是在較為封閉的系統(tǒng)中運(yùn)作。電子支付使用的是最先進(jìn)的通信手段，如因特網(wǎng)、EXTRANET；而傳統(tǒng)支付使用的則是傳統(tǒng)的通信媒介。電子支付對(duì)軟、硬件設(shè)施的要求很高，一般要求有聯(lián)網(wǎng)的微機(jī)、相關(guān)的軟件及其它一些配套設(shè)施；而傳統(tǒng)支付則沒有這么高的要求。電子支付具有方便、快捷、高效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。用戶只要擁有一臺(tái)上網(wǎng)的PC機(jī)，便可足不出戶，在很短的時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)支付過程。支付費(fèi)用僅相當(dāng)于傳統(tǒng)支付的幾十分之一，甚至幾百分之一。電子支付在中國的發(fā)展始于網(wǎng)上銀行業(yè)務(wù)，隨后各大銀行的網(wǎng)上繳費(fèi)、移動(dòng)銀行業(yè)務(wù)和網(wǎng)上交易等逐漸發(fā)展起來。電子支付市場(chǎng)每年都以高于30的速度在成長(zhǎng)，作為電子商務(wù)核心的支付環(huán)節(jié)正在加速電子化，網(wǎng)上支付、移動(dòng)支付、電話支付等多種支付形式的出現(xiàn)使得電子商務(wù)企業(yè)的步伐更加輕快起來。二、文獻(xiàn)綜述2005年被稱為中國的電子支付元年，這一年中國電子支付市場(chǎng)高速增長(zhǎng)，并且很多電子支付法規(guī)也得到了完善，中國的電子支付實(shí)現(xiàn)了飛躍式增長(zhǎng)。支付的電子化與創(chuàng)新經(jīng)歷了后端到前端的發(fā)展過程。銀行后端IT系統(tǒng)與電信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用使貨幣債權(quán)能夠被電子化地記錄與保存，實(shí)現(xiàn)行間支付清算與結(jié)算的電子化處理，這個(gè)階段的變革幾乎不被公眾所注意。銀行前端支付工具與渠道的創(chuàng)新則為消費(fèi)者帶來真實(shí)的便利，ATM/POS、支付卡、互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、機(jī)頂盒逐步成熟與流行，極大地改變了銀行與客戶、消費(fèi)者與商家之間的交互方式，節(jié)省成本、提高效率是創(chuàng)新的主要?jiǎng)恿Α１驹O(shè)計(jì)就是應(yīng)市場(chǎng)的需求，權(quán)衡了產(chǎn)品的造價(jià)和以及持卡人的各方面需要，設(shè)計(jì)出了此款POS,結(jié)合有線POS的特點(diǎn)，移動(dòng)POS具有以下不可比擬的優(yōu)點(diǎn)無地點(diǎn)限制無線機(jī)無需像傳統(tǒng)機(jī)那樣受到放置地點(diǎn)的限制，擺脫了傳統(tǒng)機(jī)受電源和電話線的制約。安全性高由于移動(dòng)機(jī)刷卡屬于金融交易，所以對(duì)安全性要求極嚴(yán)。除了銀聯(lián)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采取多種加密措施外，移動(dòng)公司還在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置了多重保護(hù)，確保信息安全等。網(wǎng)絡(luò)不擁塞由于廢棄了傳統(tǒng)電路交換的方式，利用無線通信網(wǎng)絡(luò)，提高傳輸效率，不會(huì)出現(xiàn)由于處于刷卡高峰期搶占有限的電話線路的問題。此項(xiàng)目開發(fā)將以高性能低成本、更多交易筆數(shù)、更低的系統(tǒng)功耗和高穩(wěn)定性作為目標(biāo)，充分利用我們?cè)谝郧暗捻?xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和課題攻關(guān)的成果，用較短的開發(fā)周期和較低的開發(fā)成本，開發(fā)出具有在移動(dòng)POS領(lǐng)域具備更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的移動(dòng)POS產(chǎn)品。經(jīng)過市場(chǎng)的反饋和性能對(duì)比，應(yīng)用、研發(fā)對(duì)市場(chǎng)的分析，設(shè)計(jì)將以ARM9為中央處理器，利用它充分的資源，做一個(gè)單CPU系統(tǒng)。主要功能模塊有智能卡模塊、磁卡模塊、熱敏打印機(jī)模塊、可選的無線模塊，另外，為了充分適應(yīng)市場(chǎng)，將提供CDMA、GPRS兩種無線接入方式。三、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題采用SAMSUNG的S3C2410作為主控芯片，設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)模塊主控模塊（CPU）、存儲(chǔ)器模塊（MEM）、顯示模塊LCD、鍵盤掃描模塊（KEY）、打印機(jī)模塊（PRN）、磁卡閱讀器模塊（MCR）、智能卡模塊SMC、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）、無線模塊CDMA、GPRS和電源管理模塊（PWR），指標(biāo)如表1表1CPU32BITS,UPTO200MHZ,RISC,ARM9CORESDRAM8MBFLASH4MB（UPTO8MB）MEMORYSRAM128KB（SECURITY）USERCARD1FULLSIZESLOT,EMV2000COMPLYSCREADERPSAM2SLOTSMCREADERTRACK1/2OR2/3OR1/2/3KEYPAD2KEYS（WHITEBACKLIGHT）LCD128X64，ICST7565SGPRSGPRSSTYLEREPLACEDPCBMODULEWIRELESSCDMACDMASTYLEREPLACEDPCBMODULEPRINTERTHERMAL，PAPERWIDTH58CM，8DOTS/MM，LIFE50KM6VSUPPLY，MAXSPEED125MM/SPOWER1800MAH,74V,LIBATTERYCHARTER95V4APAPERDIAMETER38MMPORTCHARGERPORT2PIN，PHONEPORT，SERIALPORTON/OFFSOFTKEYTECHNIQUE1、本設(shè)計(jì)對(duì)于電源控制要求很高，在系統(tǒng)電源VDD低于門限電壓時(shí)，CPU進(jìn)行誤操作；在系統(tǒng)上電期間，當(dāng)系統(tǒng)電源VDD高于門限電壓后，也會(huì)引起CPU的誤操作，不僅是CPU,對(duì)于FLASH、SDRAM、LCD等外圍器件也會(huì)有很大影響。針對(duì)此問題，設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路，復(fù)位電路（圖2）用的是專用的電源監(jiān)控復(fù)位芯片U1（TCM809）。該芯片的作用是在系統(tǒng)電源VDD低于門限電壓時(shí)，芯片在65US內(nèi)迅速把復(fù)位信號(hào)拉低，以免CPU進(jìn)行誤操作；在系統(tǒng)上電期間，當(dāng)系統(tǒng)電源VDD高于門限電壓后，芯片會(huì)把復(fù)位信號(hào)維持低電平140560MS，保證系統(tǒng)可靠上電后才完成復(fù)位。這里所用的TCM809的復(fù)位門限電平為293V。為保證系統(tǒng)復(fù)位的抗靜電干擾能力，在芯片3個(gè)引腳的每2個(gè)引腳間都加上了壓敏電阻RV4、RV6、RV3。此外，還從TCM809的復(fù)位輸出線上，同時(shí)也對(duì)FLASH，SDRAM，LCD等外圍器件做了復(fù)位，也引出了/VSRAM_RET，作為SRAM供電電路切換信號(hào)。RESTVSARM_RETU1TCM809SOT23R2510KTP1045VRV4RV35VRV65VC120UR28268R158圖2復(fù)位電路2、本設(shè)計(jì)所使用的打印機(jī)是低功耗熱敏打印機(jī)，采用的是APS公司的熱敏微型打印機(jī)芯ELM208，它由加熱板對(duì)熱敏紙進(jìn)行加熱，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)紙，打印機(jī)在連續(xù)工作時(shí)候，打印頭會(huì)升溫，對(duì)打印頭溫度要有控制，在做交易時(shí)，打印會(huì)發(fā)生缺紙現(xiàn)象，導(dǎo)致交易中斷，要對(duì)操作員做出提示，及時(shí)上紙。真對(duì)此現(xiàn)象，打印頭溫度保護(hù)與缺紙檢測(cè)電路（圖3）用來保護(hù)打印頭不過熱和提示用戶打印紙已經(jīng)用完，打印機(jī)內(nèi)部加熱板附件有一個(gè)熱敏電阻，當(dāng)溫度變化時(shí)，阻值也跟著變化，阻值變化可以轉(zhuǎn)換成電壓變化。通過比較器（U14），設(shè)置一個(gè)電壓范圍（由VDD,R721,R70,R78和C120組成），當(dāng)打印機(jī)在溫度設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，TH_ALARM輸出低電平，當(dāng)打印機(jī)頭溫度超過設(shè)定范圍時(shí)，TH_ALARM輸出高電平，通知CPU，并且PRN_PWR高電平，切斷打印機(jī)電源。對(duì)于缺紙檢測(cè)，打印頭對(duì)著壓紙軸處有一個(gè)紅外發(fā)射接收對(duì)管，返回的光線不同，表現(xiàn)在PHE處的電壓也不同。根據(jù)設(shè)定電壓（由VCC，R77,R63和C121組成）當(dāng)電壓落在設(shè)定范圍內(nèi)和超出設(shè)定范圍時(shí)，U14的PIN1輸出不同狀態(tài)表示是否缺紙，該狀態(tài)通過U28進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，輸出為CPU可接受的33V電平。PHEPRN_TM_TH_ALMPRN_OUTLM39DRSO8NU1447KR547KR15KR7656KR2KR782KR7068KR7368KR7210KR63U2874CT08PWTSOP14C120UC120U圖3打印頭溫度保護(hù)與缺紙檢測(cè)電路四、研究方案與進(jìn)度計(jì)劃安排（一）設(shè)計(jì)方案方案一采用ARM9內(nèi)核作為主控芯片1功能架構(gòu)設(shè)計(jì)采用SAMSUNG的S3C2410A作為主控芯片，設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)模塊主控模塊（CPU）、存儲(chǔ)器模塊（MEM）、顯示模塊LCD、鍵盤掃描模塊（KEY）、打印機(jī)模塊（PRN）、磁卡閱讀器模塊（MCR）、智能卡模塊SCR、接口模塊COMUSB、調(diào)制解調(diào)模塊（MODEM）、電源管理模塊（PWR），可選模塊為以太網(wǎng)模塊IP80和WIFI模塊。功能邏輯架構(gòu)如圖41圖41功能邏輯架構(gòu)2板級(jí)架構(gòu)本設(shè)計(jì)整機(jī)板級(jí)硬件結(jié)構(gòu)由以下五個(gè)部分組成主控板、接口板、按鍵板、磁頭板和無線模塊板等。結(jié)構(gòu)框架如圖42圖42結(jié)構(gòu)框架方案二采用ARM7內(nèi)核作為主控芯片ARM7內(nèi)核是09MIPS/MHZ的三級(jí)流水線和馮諾伊曼結(jié)構(gòu)ARM9內(nèi)核是5級(jí)流水線,提供11MIPS/MHZ的哈佛結(jié)構(gòu)。2MX16BITFLASH4MX16BITSDRAM2SAMCARDICCARDMSCARDREADERLCD8BITS3C2410ARS232BATTYCDMARTCPRINTERBUZZERGPRS主板按鍵板接口板磁頭板通訊模塊板ARM7沒有MMU,ARM9主要包括ARM9TDMI和ARM9ES等系列ARM9是有MMU的。ARM9的時(shí)鐘頻率比ARM7更高,采用哈佛結(jié)構(gòu)區(qū)分了數(shù)據(jù)總線和指令總線,ARM7處理器采用3級(jí)流水線，而ARM9采用5級(jí)流水線，5級(jí)流水線能夠?qū)⒚恳粋€(gè)指令處理分配到5個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，在每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)有5個(gè)指令在執(zhí)行。在同樣的加工工藝下，ARM9處理器的時(shí)鐘頻率是ARM7的1822倍。指令周期的改進(jìn),指令周期數(shù)的改進(jìn)最明顯的是LOADS指令和STORES指令。從ARM7到ARM9這兩條指令的執(zhí)行時(shí)間減少了30。1ARM9有獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口，允許處理器同時(shí)進(jìn)行取指和讀寫數(shù)據(jù)。這叫作改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)。而ARM7只有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口，它同時(shí)用來取指令和數(shù)據(jù)訪問。25級(jí)流水線引入了獨(dú)立的存儲(chǔ)器和寫回流水線，分別用來訪問存儲(chǔ)器和將結(jié)果寫回寄存器。以上兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)周期完成LOADS指令和STORES指令?；ユiINTERLOCKS技術(shù)當(dāng)指令需要的數(shù)據(jù)因?yàn)橐郧暗闹噶顩]有執(zhí)行完而沒有準(zhǔn)備好就會(huì)產(chǎn)生管道互鎖。當(dāng)管道互鎖發(fā)生時(shí)，硬件會(huì)停止這個(gè)指令的執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好為止。雖然這種技術(shù)會(huì)增加代碼執(zhí)行時(shí)間，但是為初期的設(shè)計(jì)者提供了巨大的方便。編譯器以及匯編程序員可以通過重新設(shè)計(jì)代碼的順序或者其他方法來減少管道互鎖的數(shù)量。分枝指令A(yù)RM9和ARM7的分枝指令周期是相同的。而且ARM9TDMI和ARM9ES并沒有對(duì)分枝指令進(jìn)行預(yù)測(cè)處理。ARM9處理器的主要結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。132BIT定點(diǎn)RISC處理器，改進(jìn)型ARMTHUMB代碼交織，增強(qiáng)性乘法器設(shè)計(jì)。支持實(shí)時(shí)REALTIME調(diào)試；2片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)SRAM，而且指令和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器容量可調(diào)；3片內(nèi)指令和數(shù)據(jù)高速緩沖器CACHE容量從4K字節(jié)到1M字節(jié)；4設(shè)置保護(hù)單元PROTCCTIONUNIT，非常適合嵌入式應(yīng)用中對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行分段和保護(hù)；5采用AMBAAHB總線接口，為外設(shè)提供統(tǒng)一的地址和數(shù)據(jù)總線；6支持外部協(xié)處理器，指令和數(shù)據(jù)總線有簡(jiǎn)單的握手信令支持；7支持標(biāo)準(zhǔn)基本邏輯單元掃描測(cè)試方法學(xué)，而且支持BISTBUILTINSELFTEST；8支持嵌入式跟蹤宏單元，支持實(shí)時(shí)跟蹤指令和數(shù)據(jù)把兩個(gè)主控芯片作比較可以看出，ARM9更適合本設(shè)計(jì)。（二）進(jìn)度計(jì)劃（1）結(jié)合校外或校內(nèi)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，收集畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，論證畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的可行性，研究設(shè)計(jì)方案和思路（330至412）（2）優(yōu)化確定設(shè)計(jì)方案，突破關(guān)鍵技術(shù)并擬定切實(shí)的解決措施，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告，查找并確定外文翻譯資料（413至426）（3）指導(dǎo)教師審閱開題報(bào)告，提出修改意見，學(xué)生整改并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告；設(shè)計(jì)正弦波發(fā)生系統(tǒng)組成原理框圖，進(jìn)行控制電路原理設(shè)計(jì)，繪制關(guān)鍵部位電路原理圖（427至510）（4）完善電路組成，設(shè)計(jì)總體電路；完成重點(diǎn)部位電路實(shí)驗(yàn)，記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)；進(jìn)行電路元器件選擇、參數(shù)計(jì)算和數(shù)據(jù)測(cè)試，給出需用原件清單（511至524）（5）總體電路的實(shí)驗(yàn)與調(diào)試，校驗(yàn)關(guān)鍵指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)；使用單片機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要設(shè)計(jì)編程流程圖，進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)、程序調(diào)試及仿真（525至67）（6）整理資料，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文或說明書，細(xì)化畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，指導(dǎo)教師審閱畢業(yè)論文，修改后準(zhǔn)備畢業(yè)答辯（68至621）（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及成績(jī)?cè)u(píng)定（622至626）五、預(yù)期結(jié)果和創(chuàng)新成果方案設(shè)計(jì)最終可以實(shí)現(xiàn)，用戶在通過支付終端進(jìn)行刷卡，磁卡模塊確認(rèn)持卡人信息，實(shí)現(xiàn)交易，電子支付終端與廣告易貨交易平臺(tái)的結(jié)算系統(tǒng)相聯(lián)，其主要任務(wù)是對(duì)商品與媒體交易提供數(shù)據(jù)服務(wù)和管理功能，并進(jìn)行非現(xiàn)金結(jié)算通過POS系統(tǒng)結(jié)算時(shí)應(yīng)通過下列步驟（1）地方易貨代理或特約客戶的易貨出納系統(tǒng)，將買方會(huì)員的購買或消費(fèi)金額輸入到POS終端；（2）讀卡器（POS機(jī)）讀取廣告易貨卡上磁條的認(rèn)證數(shù)據(jù)、買方會(huì)員號(hào)碼（密碼）；（3）結(jié)算系統(tǒng)將所輸入的數(shù)據(jù)送往中心的監(jiān)管賬戶；（4）廣告易貨出納系統(tǒng)對(duì)處理的結(jié)算數(shù)據(jù)確認(rèn)后，由買方會(huì)員簽字。買賣會(huì)員及易貨代理或特約商戶各留一份收據(jù)存根，易貨代理或特約商戶將其收據(jù)存根郵寄到易貨公司；（5）易貨公司確認(rèn)買方已收到商品或媒體服務(wù)后，結(jié)算中心劃撥易換額度，完成結(jié)算過程。六、成文時(shí)間和提交成果形式2008年6月21日完成論文“基于ARM9的電子支付終端的設(shè)計(jì)”。提交成果開題報(bào)告、設(shè)計(jì)論文、系統(tǒng)電路原理圖、有關(guān)設(shè)計(jì)的英文翻譯、畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)。七、參考文獻(xiàn)目錄1徐英慧，馬忠梅，王磊，王琳ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于S3C2410與LINUX北京航空航天大學(xué)