专利名称：手持式移动通信终端设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动通信系统中使用的手持式移动通信终端设备。
背景技术：
随着电子信息技术的发展，信息的安全性越来越受到社会各界的广泛重视。特别是，在电子政务、电子商务及相关领域的移动通信，会涉及到相当多的机密信息，其中不乏重要情报，关系到国家安全和用户的切身利益。因此，保证移动通信终端设备及移动应用的信息安全至关重要。
目前，移动通信系统中常用的便携式终端设备主要是笔记本电脑和PDA手机，这些便携终端无法适应或完成真正意义上的信息安全服务。另外，普通的笔记本电脑硬件体系结构并非针对信息安全服务设计，体积相对较大，携带并不方便，操作繁琐，在许多行业如电子政务、移动证券、现场税务及移动电子商务等领域无法实现现场实时办公、业务处理。而普通PDA手机由于其功能、处理能力的限制，根本无法处理大量数据业务，因此，无法满足用户大数据量处理，信息安全传输，操作简单方便，信息处理快捷的移动办公要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种手持式移动通信终端设备，可有效保证用户进行安全的信息通信，而且，体积较小、重量轻、操作简单、耗电低、携带方便，可便捷地实现现场实时办公。
为解决上述技术问题，本发明手持式移动通信终端设备包括一个对所述终端设备进行总体控制、数据处理、资源管理的计算模块，以及液晶显示屏、触摸屏和电源，还包括一个通过CDMA、GPRS网，实现语音和数据通讯服务的通讯卡，一个具有近距离蓝牙通讯功能的蓝牙模块，一个为各模块之间进行总线连接和供电连接，并为各模块提供连接接口的背板，一个对输入或输出数据实现加解密，并提供安全服务的安全模块，所述计算模块、安全模块、通讯卡、蓝牙模块通过接插件直接插到背板上，并通过背板上的总线相连接，液晶显示屏的数据接口通过FPCB线连接到计算模块，液晶显示屏的CCFL及触摸屏连接到背板上，所述终端设备的外部接口集成在背板上。
本发明的计算模块可实现所有的人机交互、普通数据处理及外围设备管理，十分方便地实现现场实时办公、业务处理。
本发明的安全模块，使用户可以根据需要决定传输的数据是否需要安全加密处理。用户所有经计算模块处理完成并需要进行安全传输的信息，都必须经过安全模块进行安全处理后才能由计算模块发送到通讯卡或蓝牙模块，并由通讯卡或蓝牙模块对外发送。对于来自外部无线网络的信息由通讯卡或蓝牙模块接收并发到计算模块，若为加密信息则由计算模块将信息发送到安全模块进行解密处理，然后转发到计算模块，由计算模块实现人机交互。该安全模块为用户提供各种类型的安全服务，如应用层信任服务、IP层安全服务(VPN等)、链路层加密服务及安全服务管理等。可以实现电子政务、电子金融、工商、证券、税务、公安、海关及电子商务等行业所有安全移动数据业务及语音业务。
安全模块连接有两个智能卡卡座，其中智能卡卡座1位于安全模块上，为多人公用智能卡卡座；智能卡卡座2位于背板上为个人专用智能卡卡座。当智能卡卡座2上插入合法用户的智能卡时，不允许智能卡卡座1用户使用公用智能卡。该措施保障了所述终端设备内用户信息的安全及存储信息安全。
本发明终端设备的蓝牙模块可使该终端设备与其他蓝牙通讯设备通过蓝牙协议互连互通，实现近距离蓝牙通讯功能。
本发明提供一种支持热插拔通信卡的接口形式，用户根据需要选用CDMA通讯卡或GPRS通讯卡，将该终端设备分别接入CDMA或GPRS网络。
本发明采用大于4400mAh/7.4V锂离子聚合物可充电电池，可支持其连续工作7小时，相对普通笔记本电脑来说功耗极低。
图1是本发明手持式移动通信终端设备结构原理图；图2是本发明手持式移动通信终端设备各模块连接关系示意图；图3是本发明通讯卡接口插座引脚定义。
具体实施例方式
如图1所示，本发明手持式移动通信终端设备包括计算模块、安全模块、通讯卡、蓝牙模块、背板、液晶显示屏及触摸屏和电源。本发明的外部接口集成在背板上。安全模块及所述计算模块、通讯卡、蓝牙模块通过接插件直接插到背板上。
所述计算模块，主要完成对该终端设备的总体控制、数据处理、人机交互、资源管理等通用功能，直接为用户提供方便的服务。除安全加解密功能以外，所有的应用服务和功能支持均由计算模块实现。计算模块作为所有应用程序的执行单元，用来接收按键、触摸屏等外界输入，并把结果显示在与之相连的液晶显示屏幕上。
如图2所示，所述计算模块采用Intel PXA263微处理器，该微处理器的工作频率为400Mhz。该计算模块还包括128M字节的SDRAM、USB控制器(OTG242)、液晶显示屏控制器，以及USB OTG控制器、音频编解码器、64M字节闪存等，上述器件通过计算模块内部数据地址总线相连接。所述计算模块的SDRAM芯片选用三星公司的K4S511533C-YL80，由两片64M字节的SDRAM组成128M字节，所述微处理器直接与SDRAM芯片连接，所述液晶显示屏控制器芯片选用MQ200。
所述计算模块自设的接口分为两类，一类为与背板的接口，另一类为与液晶显示屏的接口。与背板的接口连接的接插件型号是FX8-140P-SV，对应背板上所用接插件型号是FX8-140S-SV，该接口器件为140Pin引脚，3mm高。与液晶显示屏的接口连接的接插件型号为DF19G-14S-1C。
所述手持式移动通信终端设备在不工作时进入极其省电的休眠态，这样一旦外界有紧急事件(例如电话、短信、通知、批文)发生，并且需要用户处理时，计算模块及其他模块将被激活，该终端设备可以快捷地通知用户处理这些事件。因此，所述计算模块上设计了相应电路，统一控制管理所述终端设备及其各个部件的电源和它们的工作状态，包括高速运行、正常运行、休眠、电池电压过低时各主要部件的运行控制管理、电量显示、CCFL背光亮度控制。
所述安全模块完成所有的密码运算功能，最终为用户提供各种类型的安全服务，如应用层信任服务、IP层安全服务(VPN等)、链路层加密服务及安全服务管理等。
该安全模块采用Intel PXA262作为处理器，该处理器的工作频率为200Mhz。它还包括SDRAM、智能卡卡座1、安全加解密芯片等，上述器件通过内部总线相连接。SDRAM通过数据地址总线同Intel PXA262相连，智能卡卡座1与Intel PXA262上的UART串口相连，安全加解密芯片与IntelPXA262上的GPIO连接，进行数据交换。该智能卡卡座1上插入的智能卡实现密钥和证书的存储以及部分加解密算法和用户识别算法的硬件实现。各种不同强度的加解密算法是通过安全加解密芯片硬件实现或Intel PXA262上运行的软件算法实现。
该安全模块自设的硬件接口有FIFO数据总线及控制总线接口，以及供电线路。FIFO数据总线及控制总线接口连接到计算模块，UART串口接口连接到安装在背板上的智能卡卡座2。
通过UART串口与所述安全模块连接两个智能卡卡座，其中位于安全模块上的智能卡卡座1为多人公用智能卡卡座，位于背板上的智能卡卡座2为个人专用智能卡卡座。当智能卡卡座2上插入合法用户的个人专用智能卡时，不允许智能卡卡座1上使用公用智能卡。
所述背板相当于台式PC机的主板，它的主要功能是为各模块提供音频电路及音频切换电路，总线连接和供电连接，并为各模块提供连接接口。所述连接接口所用的卡座和接插件都安装在背板上。另外，本发明的充电供电控制电路也设置在背板上。
所述背板设有DC-DC电压变换电路，将电池电压进行高效率的电压变换，从而为安全模块和计算模块的微处理器(PXA262和PXA263)提供1.2/0.9V的驱动核心电压，向安全模块和计算模块上的所有器件(包括微处理器)，以及其他模块、外设和总线分别提供2.5V、3.3V、4V、5V的驱动供电电压。同时，为了应对本发明全速运行时可能在供电电路中产生的大电流，背板上设计了相应大电流供电电路。
由于本发明应用的特殊性，本发明还设计了备用固定电池，在更换可移动电池时，或可移动电池电量不足时，由备用电池对所述终端设备供电。当该终端设备在充电器上进行充电时，移动电池和备用固定电池都将进入充电状态。所以，背板上还设计有电池切换电路。
所述背板上的总线连接包括计算模块的微处理器连接按键的GPIO线，连接温度传感器的IIC总线，与USB控制器相连的外部数据总线，连接驱动CF卡卡座接口的数据地址总线驱动芯片的数据地址总线，连接计算模块与安全模块的FIFO数据总线及控制总线。
所述背板还设有CCFL电路，它可实现计算模块对液晶显示屏的背光亮度、是否开背光等功能的控制。该CCFL电路将几伏的低压变换成近2000V的高压，为液晶显示屏提供背光供电。所述CCFL电路主要由背光控制电路LT1961和变压器IND-CIU86构成。
所述背板上为外围设备提供如下外部接口两个CF卡卡座、USB控制器接口(USB-A、USB-MINI-AB)、通讯卡接口、外部电源充供电接口、按键接口。所述USB控制器接口、CF卡卡座接口、按键接口由计算模块进行控制。
所述CF卡卡座通过地址总线和数据总线与计算模块的微处理器连接，分别由数据地址总线驱动芯片(SN74LVC16244ADLR、SN74LVC16245ADLR)进行驱动，所述CF卡卡座接口采用标准接口，其接口符合CompactFlash卡(简称CF卡)接口标准规范要求。
所述USB控制器接口控制芯片是OTG242，它与计算模块的微处理器通过数据地址总线连接，该USB控制器接口控制芯片对外有一个USB-A接口和一个USB-MINI-AB接口。该USB-A接口只能作为主设备(HOST)，通过该接口连接其他外围从设备(CLIENT)。USB-MINI-AB接口选用N06-5301-10插座，该接口具有OTG功能，这样使其既可以作为主设备连接外接设备，又可以作为从设备，其本身作为从设备连接主机。
所述通信卡接口是为了外接CDMA或GPRS通讯卡。所述通信卡接口的插座为38针引脚，引脚定义如图3所示。引脚电气性能指标耐压值100V AC；接触电阻40欧姆；电流限流值0.5A AC/DC MAX。
所述外部电源充供电接口的背板充电器插座选用DAlR026L91——26Pin。
所述背板内部接口包括软包装电池座，插座选用DF3-5P-2H，插头(配合插座)选用DF3-5S-2C，端子选用DF3-22PCA，线型AWG 22#，热敏电阻为Semitec 103KT1608。软包装的电池(即备用固定电池)对外接口出线的长度应该在50mm。
该背板内部接口还包括移动电池座。由于需要支持可能通过的3A电流，接插件选用1377269-2接插件。移动电池内部的热敏电阻选用Semitec103KT1608。
计算模块与安全模块的通讯是通过背板连接来实现的，通讯总线为FIFO数据总线及控制总线。其连接关系如图2所示。
由于所述的计算模块、安全模块、通讯卡、蓝牙模块通过接插件直接插到背板上，所以背板为计算模块提供140个引脚的接口，为安全模块提供60个引脚的接口，为蓝牙模块提供30个引脚的接口。此外该背板提供2个扬声器(SPK)，1个麦克风(MIC)和一个耳麦接口(HF Jack)。
所述蓝牙模块包括蓝牙芯片、板对板连接器及天线。蓝牙模块上有一个UART串口，蓝牙模块通过该UART串口与计算模块的UART串口相连接，接受计算模块发送来的指令或数据，主要是实现蓝牙通讯服务。所述蓝牙模块接口器件型号是WR-30S-VFH05-1，该接口器件提供了30个引脚，直接插接到背板上。
所述通信卡是将本发明的终端设备通过中国联通的CDMA网或者中国移动的GPRS网的数据服务，通过DDN方式与无线接入网关建立连接。
本发明提供统一的并支持热插拔的通信卡接口形式，用户根据需要选用CDMA通讯卡或GPRS通讯卡，因此可以分别接入CDMA或GPRS网络。
在本发明的终端设备中，通讯卡接口上有一个UART串口，通讯卡通过该UART串口与计算模块的UART串口直接连接，接受计算模块发送来的指令或数据。通讯卡通过模拟音频线通过音频切换开关同背板上的耳机和麦克风相连，同时，通讯卡通过PCM数字音频线同计算模块相连。另外，该通讯卡上的通信模块提供支持机卡分离的UIM卡卡座(CDMA用)或SIM卡卡座(GPRS用)。
该通讯卡在使用时必需内置UIM卡或SIM卡。通讯卡有自己的设备号，所述终端设备自动装载相应的驱动程序，确保不同型号的CDMA或不同型号的GPRS的通讯卡插入时不需要人工更新驱动程序。
在该通讯卡上，通讯卡与背板之间的连接是通过一个38脚的专用连接器，每个引脚的定义都兼顾了CDMA模块或GPRS模块的引脚，使本发明即可接基于CDMA网络的通讯卡，也可接基于GPRS网络的通讯卡。另外还有一个USB控制器口，用于其他无线通讯方式的模块。专用连接器的引脚电气性能指标耐压值100V AC，接触电阻40欧姆，限流值0.5A AC/DC MAX。
所述液晶显示屏选用8.9英寸液晶显示屏，分辨率为1024×600，色彩为256K色。它具有LVDS接口和CCFL背光控制。液晶显示屏的LVDS接口通过FPCB线连接到计算模块，液晶显示屏的CCFL背光控制连接到背板上。其外型尺寸为224×129×5.2mm。显示分辨率和色度为1024*600*18bits。液晶显示屏功耗180mA/3.3V，CCFL背光功耗3.0mA(rms)。
本发明的触摸屏为自行设计、定制的8线电阻式触摸屏。触摸屏通过8线接口接插件与背板上的触摸屏控制器连接。该触摸屏控制器将点击位置参数通过触摸屏数据和控制总线送到计算模块处理器进行数据处理。
本发明的终端设备设有开关键、滚轴键和复位键。开关键用于切换各种工作状态，包括切换触摸屏的开启和关闭、液晶显示屏的开启和关闭、背光的开启和关闭、计算模块和其连接的外围设备各种工作状态的切换；滚轴键可以翻动页面，选取需要的选项，然后对选中的选项进行确认；复位键用于系统复位。开关键和滚轴键直接连接计算模块微处理器的GPIO口，复位键连接该微处理器的硬件复位引脚。
本发明的终端设备支持识别启动功能，当用户输入的与所述终端设备内保存的合法用户信息符合时，允许该用户启动，否则，在数次输入不符以后，将采取一定的安全措施保护该终端设备中的敏感信息。
本发明的终端设备还配备智能充电器，该智能充电器对电源要求是电源输入AC 50Hz 100V-250V，安全性符合中国3C安全规定。所述智能充电器对所述终端设备的充电器接口座选用DA1R026L91-26Pin。该智能充电器为所述终端设备充电并供电。
本发明的终端设备外形尺寸为229×148×18mm，重量小于600克，携带十分方便。
权利要求
1.一种手持式移动通信终端设备，包括一个对所述终端设备进行总体控制、数据处理、资源管理的计算模块，以及液晶显示屏、触摸屏和电源，其特征在于还包括一个通过CDMA、GPRS网，实现语音和数据通讯服务的通讯卡，一个为各模块之间进行数据总线、地址总线或控制总线的接口连接和供电连接，并为各模块提供连接接口的背板，一个对输入或输出数据实现加解密，提供安全服务的安全模块，所述计算模块、安全模块、通讯卡通过接插件直接插到背板上，液晶显示屏的数据口通过FPCB线连接到计算模块，液晶显示屏的CCFL及触摸屏连接到背板上，所述终端设备的外部接口集成在背板上。
2.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述计算模块采用Intel PXA263微处理器，该计算模块还包括128M字节的SDRAM、USB控制器、液晶显示屏控制器，以及USB OTG控制器、音频编码器、64M字节的闪存，上述器件通过计算模块内部数据地址总线相连接。
3.如权利要求2所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述计算模块的SDRAM芯片选用K4S511533C-YL80，由两片64M字节的SDRAM组成128M字节，所述计算模块上，微处理器直接与SDRAM芯片连接，所述液晶显示屏控制器选用MQ200。
4.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述终端设备设有用于切换各种工作状态，包括切换触摸屏的开启和关闭、液晶显示屏的开启和关闭、背光的开启和关闭、计算模块和其连接的外围设备各种工作状态的切换的开关键；可以翻动页面，选取需要的选项，然后对选中的选项进行确认的滚轴键；用于系统复位的复位键；所述滚轴键和开关键直接连接计算模块微处理器的GPIO，所述复位键连接该计算模块微处理器的硬件复位引脚。
5.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述计算模块自设的接口为两类，一类为与背板的接口，另一类为与液晶显示屏的接口。
6.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述手持式移动通讯终端设备在不工作时进入休眠态，外界发生紧急事件，并且需要用户处理时，计算模块及其他模块将被激活；所述计算模块统一控制管理所述终端设备及其各个部件的电源和它们的工作状态，包括高速运行、正常运行、休眠、电池电压过低时各主要部件的运行控制管理、电量显示、CCFL背光亮度控制。
7.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于该安全模块采用Intel PXA262作为处理器，该处理器的工作频率为200Mhz，它还包括SDRAM、智能卡卡座1、安全加解密芯片；SDRAM通过数据地址总线同Intel PXA262相连，智能卡卡座1与Intel PXA262上的UART串口相连，安全加解密芯片与Intel PXA262上的GPIO连接，进行数据交换；该智能卡卡座1上插入的智能卡实现密钥与证书的存储，以及部分加解密算法和用户识别算法的硬件实现；各种不同强度的加解密算法是通过安全加解密芯片硬件实现或Intel PXA262上运行的软件算法实现。
8.如权利要求1或7所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述安全模块自设的硬件接口有FIFO数据总线及控制总线接口以及UART串口接口；FIFO数据总线及控制总线接口连接到计算模块，UART串口接口连接到智能卡卡座2。
9.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于通过UART串口与所述安全模块连接两个智能卡卡座，其中智能卡卡座1为多人公用智能卡卡座，智能卡卡座2为个人专用智能卡卡座；当智能卡卡座2上插入合法用户的智能卡时，不允许智能卡卡座1用户使用公用智能卡。
10.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述背板上为外围设备提供如下外部接口两个CF卡卡座接口、USB控制器接口、通讯卡接口、外部电源充供电接口、按键接口，该USB控制器接口控制芯片对外有一个USB-A接口和一个USB-MINI-AB接口，该USB-A接口只能作为HOST，USB-MINI-AB接口具有OTG功能。
11.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述背板上的总线连接包括计算模块的微处理器连接按键的GPIO线，连接温度传感器的IIC总线，与USB控制器相连的外部数据总线，连接驱动CF卡卡座接口的数据地址总线驱动芯片的数据地址总线，连接计算模块与安全模块的FIFO数据总线及控制总线。
12.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述背板设有可实现计算模块对液晶显示屏的背光亮度、是否开背光控制的CCFL电路，所述CCFL电路主要由背光控制电路LT1961和变压器IND-CIU86构成。
13.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述计算模块与安全模块的通讯通过背板连接实现，通讯总线为FIFO数据总线及控制总线。
14.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述终端设备还包括一个具有近距离蓝牙通讯功能的蓝牙模块，该蓝牙模块包括蓝牙芯片、板对板连接器及天线，所述蓝牙模块通过该蓝牙模块上的UART串口与计算模块的UART串口相连接。
15.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述终端设备支持识别启动功能，当用户输入的与所述终端设备内保存的合法用户信息符合时，允许该用户启动，否则，在数次输入不符以后，将采取安全措施保护该终端设备中的敏感信息。
16.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述通讯卡与计算模块通过UART串口直接相连接，该通讯卡必需内置UIM卡或SIM卡，通讯卡有自己的设备号，所述终端设备可以自动装载相应的驱动程序，确保不同型号的CDMA或不同型号的GPRS的通讯卡插入不用人工更新驱动。
17.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述通讯卡与背板通过一个38脚的专用连接器连接，每个引脚的定义都兼顾了CDMA模块或GPRS模块的引脚，即可接基于CDMA网络的通讯卡，也可接基于GPRS网络的通讯卡，专用连接器的引脚电气性能指标如下耐压值100VAC，接触电阻40欧姆，限流值0.5A AC/DC MAX；所述通讯卡还设有一个USB控制器口，预留用于扩展其他无线通讯方式的通讯卡。
18.如权利要求1所述的手持式移动通信终端设备，其特征在于所述触摸屏为8线电阻式触摸屏；该触摸屏通过8线接口接插件与背板上的触摸屏控制器连接；该触摸屏控制器将点击位置参数通过触摸屏数据和控制总线送到计算模块处理器进行数据处理。
全文摘要
本发明公开了一种手持式移动通信终端设备，该终端设备包括计算模块、通讯卡、蓝牙模块、背板、液晶显示屏及触摸屏，液晶显示屏数据口通过FPCB线连接到计算模块，液晶显示屏的CCFL及触摸屏连接到背板上，外部接口集成在背板上，它还包括安全模块。所述计算模块、安全模块、通讯卡、蓝牙模块通过接插件直接插到背板上。本发明可有效保证通信信息的安全，可用于电子政务、电子金融、电子商务、工商、证券、税务、海关、公安等行业。
文档编号H04M1/725GK1622660SQ200310108920
公开日2005年6月1日 申请日期2003年11月27日 优先权日2003年11月27日
发明者陆维林, 黄玉敏, 朱旗 申请人:上海维华信息技术有限公司