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嵌入式应用中的互连技术应用

时间:07-12 来源:互联网 点击:

围设备协同工作。尽管如此,USB所作的可能仍然只是处理杂事,同时利用SMSC公司的USB2524 MultiSwitch和DisplayLink公司基于USB的显示适配器支持多主机功能。

随着廉价、易于编程、USB使能微控制器的出现,USB变得越来越普遍。一台USB主机(通常是另一个微控制器)能够与微控制器进行通信以访问来自一系列远程接口(从ADC到发动机控制)的服务和外围设备数据。事实上,微控制器的单个USB主接口可提供所有这些功能,还能够支持对USB存储器的访问和以太网通信。

当然,可能还需要传输速率更高的产品。基于PCI Express和SRIO等最新串行连接标准的产品已经开始设计,高端系统通常采用4到32个通道,其中每个通道是一个全双工、四线接口。而低端系统通常采用单个通道。它们现在的最高输出速率为5Gbps。

这两者之间的主要区别是PCI Express继承了PCI的存储结构,而SRIO能够轻而易举地处理小型数据包。另一个重要区别是PCI Express是基于主机的,而SRIO是一个类似以太网的通用网络。他们都具有的优点是采用了芯片到芯片直接连接(已在上述许多低端技术中采用)。

SRIO往往只能用于类似TI TMS320C6?54 DSP和飞思卡尔的双核MPC8572 PowerQUICC III等芯片。DSP通常具备1x接口而CPU包含4x链接。目前SRIO已经可以用于低端32位或16位微控制器。

PCI Express会出现同样的情况,但是根据目前对PCI的支持,在不久的将来PCI Express更有可能向低端芯片领域发展。嵌入式领域中的另外一个驱动因素将是各种标准,例如PCMCIA的ExpressCard、PIC Express和COM Express。这些标准正不断推进对更多1x PCI Express外围器件的需求,从而使得这些器件更适合微控制器平台。

当然,我们不应该忽略这个问题。以太网是事实上的网络标准,10Mbps以太网甚至可以用于8位微控制器,例如Microchip的PIC18F97J60和Rabbit Semiconductor的Rabbit 4000。以太网通常需要外部磁场,并且系统一般与外部交换机相连。根据环境的不同,这一特性可能成为优势也可能成为劣势。

在工业自动化应用中,尽管通常针对的是机外(outside-the-box)连接,以太网标准同样具有一定优势。如果发生兼容性和吞吐量的问题,那么从10Base-T往上升级是一个相对较简单的方法,这在很大程度上是因为较高端的微控制器具有内置的100Mbps和1Gbps以太网接口。

支持和阻碍以太网发展的一个关键点是协议栈的复杂性。如果低端控制就已经足够满足而且网络通信被隔离开来,那么TCP/IP协议栈通常可用低端接口或者仅用一个IP协议栈来取代。

设计系统

给开发人员提供一个端口、一个UART或者一个FPGA产品,他们就可以在其网络接口上实现位响应(bit-bang)。开发人员也可以实现很多本文中提到的接口,但是必须小心谨慎。因为有些架构存在许可证问题,而这些问题可能是不确定的。例如,一些架构可能仅限制使用一个术语或者标志,而其它架构则允许设计工程师创建除主设备以外的设备(反之亦然)。

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