MCU网络接口方案的自由选择

3 網關芯片

帶有一對網絡接口的MCU，在從Ubicom公司的低價IP3023網絡處理器（它能支持6種網絡）到NEC公司的400MHz、64位Vr7701處理器（它帶有一對10/100Mb/s的以太網接口）上都能運行。這些MCU能輕鬆地支持常駐的網關和機頂盒應用。許多MCU零售商正推動在此範圍應用的解決方法。以太網的網關保持了在SOHO（小型辦公和家庭辦公）環境的流行。借助於裝運（shipment），CAN到CAN的網關卻領選於以太網，這是因為它位於大多數汽車內。

網橋應用構成了另一領域，在那裏MCU已應用於娛樂、玩耍和表演。在這些應用中，不同的網絡連接在一起。 CAN到LIN的網橋，比如三菱電子公司的M16C產品，就用在了汽車環境。在該環境中，可能要支持多個網橋來隔離汽車電子設備的不同部分。CAN到 LIN網橋能接入廉價的LIN從處理器進行存取。雖然CAN是相當便宜的網絡，但LIN設備更加便宜。二者都采用了單線連接，使得關鍵選擇因素的成本變得較低，如圖2所示。

今天，以太網到I2C和以太網到SPI，實際上是在計算機係統管理下完成的。類似的，CAN設備都在過程控製環境中流行。有幾個例子，包括Microchip公司的PIC MCU和日本日六公司的H8產品都帶有CAN 2.0b，並支持SPI或I2C網絡。甚至有單個的設備，像Lan-tronix Xport，它使用了X186（基於DSTNI LX）的MCU，帶內置橋接串行設備的以太網，整個係統內部裝配置有擴展的RJ45插座（即水晶頭）。

4 嵌入式無線網絡

至今，無線網絡可以肯定會流行，但事例了MCU的流行無線解決方案尚未出現，如802.11、藍牙和ZigBee(802.15)全都需要在MCU外有大量的硬件電路塊。支持的網絡協議和以太網是相同級別的，要把協議集成到小的網絡內困難更多。ZigBee要整合到MCU內，看起來是最容易的，因為它的工作速度更慢，所需的功耗更低，協議更簡單。

駐留的網關，特別是那些無線網關，在嵌入式網絡中對安全的要求比對隔離的要求更高一些。這就是為什麼像IDT公司的RC32365芯片整合了加密硬件的原理。為支持VPN（Virtual Person Network，虛擬個人網絡）設計提供的MCU，還需要包括一對以太網MAC（媒體存取控製）和SPI。

分布嵌入式係統的解決方法，容易用這樣的MCU來構成，這些MCU內整合了大部分（如果說不是全部的話）一個或多個網絡所需的硬件。選擇正確的網絡可能是一個更困難的任務，但至少有相當大的範圍可自由選擇，這是有益的。

5 單線網絡

單線是Maxim公司集成產品專用網絡架構。其獲益來自廉價的主/從架構，包括給通信所用的小線路上提供小功率的能力。

單線主機在MCU上僅使用單根I/O線，通過軟件很容易實現。許多MCU已有單線主機路由。USB-單線和串行-單線的網橋芯片也都已出現。
主機沒有注冊限製，注冊隨從機進入運行，每個從機有一個唯一的64位串行號。初始握手協議允許主機單獨地識別每台從機。

在戴爾半導體/Maxim公司工作的自動化信息產品經理Hal Kurkowski指出：單線方法能給從設備供電（如圖3所示）。當數據傳輸時，電容器維持設備上的電壓。



在必要時，結構主機有可能通過總線提供更大的功率。在此情況，主機必須能編程，這樣在請求送到從設備後，22Ω電源電阻被交替切換。有一個基於快閃存儲器設備的例子，對存儲器編程時需要更多的功率。此時主機將對設備發送請求，切入電源，等待規定的時間到後，再切回到1.2kΩ電阻。

参考文献

   1. William Wong INTERFACE OPTIONS ABOUND FOR MCU NETWORK 2003

作者：电子科技大学 陈汝全      
来源：单片机与嵌入式系统应用2004（2）