嵌入式系統(tǒng)原理

1、1 內(nèi)容 1. 嵌入式網(wǎng)絡 2. 幾種常用的網(wǎng)絡技術(shù) 3. 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 4. 嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 5. 嵌入式internet 6. 藍牙技術(shù) 7. I2C總線 2 1概述 設計嵌入式網(wǎng)絡的原因 計算/處理資源的分散性 減少處理的數(shù)據(jù)量 模塊化設計需求 系統(tǒng)可靠性要求 網(wǎng)絡技術(shù)的應用 物理層聯(lián)網(wǎng) 通信技術(shù) 工業(yè)控制領(lǐng)域 internet應用 3 內(nèi)容 嵌入式網(wǎng)絡 幾種常用的網(wǎng)絡技術(shù) 家庭網(wǎng)絡-最后100米 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 嵌入式internet 藍牙技術(shù) I2C總線 4 2 嵌入式網(wǎng)絡 contents 1. 分布式嵌入式系統(tǒng) 2. 基于網(wǎng)絡的設計過程 3. 幾種常

2、用的網(wǎng)絡技術(shù)簡介 5 2.1.1 分布式嵌入式系統(tǒng) 分布式嵌入式系統(tǒng)的組成 6 2.1.2網(wǎng)絡的抽象模型 7 2.1.3網(wǎng)絡的形式 點對點網(wǎng)絡 單工 半雙工 雙工 總線 多級網(wǎng)絡 多種網(wǎng)絡 8 點對點網(wǎng)絡 需要考慮流量控制 不需要考慮沖突 例如：2臺計算機通過RS232通信 9 總線 節(jié)點 節(jié)點節(jié)點 典型消息格式 例如：常用的以太網(wǎng) 10 多級網(wǎng)絡 網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡設備 網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡設備 網(wǎng) 關(guān) 子網(wǎng)1 子網(wǎng)2 11 多種網(wǎng)絡 高速網(wǎng) 低速網(wǎng) 工廠自動化網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 12 13 2.1.4報文傳遞編程 通常的編程方式 1. 請求/應答方式 2. 推移方式 14 2.1.4報文傳遞編程-請求/應答

3、方式 發(fā)送報文 發(fā)送一個報文 result=send_packet(address，data，length); 報文尺寸大于發(fā)送單位-分拆分拆 for(i=0;imessage.length;i=i+PACKET_SIZE) send_packet(address， 15 利用中斷方式發(fā)送報文 發(fā)送報文的方式 查詢方式 中斷方式 16 利用中斷方式接收報文 中斷控制器收到報文，產(chǎn)生中斷 中斷服務例程執(zhí)行，讀取報文 如果處理時間短，直接處理 如果處理時間長，把報文提交給中斷任務進 行處理 17 通信編程的阻塞式與非阻塞式 小結(jié) 阻塞式 發(fā)送數(shù)據(jù)，直到完成發(fā)送，調(diào)用才返回 接收數(shù)據(jù)，直到收到數(shù)據(jù)后

4、，調(diào)用才返回 非阻塞式 發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)用立即返回；以后在需要的時候查詢 發(fā)送是否完成-發(fā)送的數(shù)據(jù)放到發(fā)送隊列中 接收數(shù)據(jù)，無論是否收到數(shù)據(jù)，均立即返回。如果 收到數(shù)據(jù)，則進行處理；如果未收到數(shù)據(jù)，以后在 需要的時候繼續(xù)執(zhí)行接收操作-檢查接收隊列中是否 有報文 18 例：非阻塞方式 send_packet() /只把報文交給發(fā)送“過程/任務/隊列” wait() /延時，等待發(fā)送完成 if(send_finished) /如果發(fā)送完成 Else /如果發(fā)送未完成 19 例:阻塞方式 send_packet() /函數(shù)返回時，報文已發(fā)送 20 2.1.4報文傳遞編程-推移方式 1. 數(shù)據(jù)的發(fā)送方在不

5、需要等待請求的情況 下主動發(fā)送數(shù)據(jù)。 2. 推移方式適用于數(shù)據(jù)發(fā)送方周期性地產(chǎn) 生數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中， 如工廠中連續(xù)過程控制系統(tǒng)的傳感器節(jié)點， 不斷向控制主機發(fā)送數(shù)據(jù)； 廣泛應用于汽車上的CAN總線網(wǎng)絡系統(tǒng)； 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的過程數(shù)據(jù)的通信機制等。 21 例：汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)-推移方式 22 2.2基于網(wǎng)絡的嵌入式系統(tǒng)設計 contents 通信分析 系統(tǒng)性能分析考慮 網(wǎng)絡中的優(yōu)先級倒置 硬件平臺設計、分配與調(diào)度 23 2.2.1通信分析 報文傳輸延遲算法 發(fā)送方的開銷+網(wǎng)絡傳輸延遲+接收方的開銷 網(wǎng)絡傳輸延遲起主要作用 24 2.2.2系統(tǒng)性能分析考慮-網(wǎng)絡無干擾 執(zhí)行延遲時間 21pxp tntt 2

6、5 2.2.2系統(tǒng)性能分析考慮-網(wǎng)絡有干擾 1. 由于P1到P2的數(shù)據(jù)依賴，任何P1執(zhí)行時間的 不確定將使得P2的開始時間不確定。 2. 由于P2和P3分配到同一個嵌入式設備M2上， 意味著P2的就緒時間和執(zhí)行時間的變化將會 影響到P3的完成時間。 3. 由于P3到P4的數(shù)據(jù)依賴，P3完成時間的變化 將影響P4的開始時間。 26 2.2.2系統(tǒng)性能分析考慮-原則 1.對復雜的基于網(wǎng)絡應用的嵌入式系統(tǒng)進行精確的性能分析， 要使用CAD工具。有些算法可以有效地確定進程開始和完成 時間的上界和下界。 2.如果沒有計算機輔助分析工具來幫助分析性能，那么手工設 計必須滿足硬實時要求的嵌入式系統(tǒng)時一定要小

7、心。系統(tǒng)在 力圖達到硬實時的時間確定性要求時，應確保關(guān)鍵性的任務 是活動的，這一點非常重要。 3.例如：設計一個嵌入式硬實時系統(tǒng)，包括通信部分、數(shù)據(jù)處 理部分、人機界面部分，為了保證系統(tǒng)的時間確定性，通常 用戶界面活動和其他非基本任務可以臨時關(guān)掉。 4.如果需要多個關(guān)鍵性任務能夠同時發(fā)生或運行，那么系統(tǒng)設 計時一定要保證它們不共享任何處理器資源和通信鏈接資源。 這是一種保守的設計策略，使用CAD工具有助于放寬某些限 制，以便更充分地發(fā)揮硬件效率。 27 2.2.3網(wǎng)絡中的優(yōu)先級倒置 1. 報文的優(yōu)先級不同 1. 當一個低優(yōu)先級報文在網(wǎng)絡上傳輸時，網(wǎng)絡的使用權(quán) 就被分配給該低優(yōu)先級報文，允許它阻

8、塞任何高優(yōu)先 級報文，直到把該報文傳輸完成為止。 2. 因為每個報文的長度都有限，這種現(xiàn)象不會導致死鎖， 但是可能會延緩關(guān)鍵性的通信。 3. 對此唯一能做的就是分析網(wǎng)絡的行為來確定優(yōu)先級倒 置是否可能導致一些報文延遲時間過長。 2. 報文的優(yōu)先級相同 1. 網(wǎng)絡的用戶（進程）的優(yōu)先級不同，導致優(yōu)先級倒置 28 1優(yōu)先級不同的報文傳輸 高優(yōu)先級報文低優(yōu)先級報文 發(fā)送 當一個低優(yōu)先級報文在網(wǎng)絡上傳輸時，網(wǎng)絡的使用權(quán) 就被分配給該低優(yōu)先級報文，允許它阻塞任何高優(yōu) 先級報文，直到把該報文傳輸完成為止。 29 2報文優(yōu)先級相同，進程優(yōu)先級不同 進程（高） 進程（低） 進程 發(fā)送報文 節(jié)點1 節(jié)點1 30

9、 優(yōu)先級倒置的后果 網(wǎng)絡的傳輸延遲不確定 系統(tǒng)設計需要考慮 31 2.2.4硬件平臺設計、分配與調(diào)度 在設計硬件平臺時，必須做出以下設計選擇： 所需要的處理器數(shù)目-影響響應時間 FF總線（32節(jié)點 vs.10節(jié)點) 所有處理器的類型-現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 上位機 下位機 所需要的網(wǎng)絡數(shù)目 單級 多級 網(wǎng)絡的類型 協(xié)議 標準 傳輸速率 32 嵌入式網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計考慮 小結(jié) 嵌入式網(wǎng)絡的概念、組成、分類和用途 網(wǎng)絡的延遲分析考慮 基本設計原則-從延時方面考慮（優(yōu)先級） 網(wǎng)絡中的優(yōu)先級倒置現(xiàn)象及后果 33 內(nèi)容 嵌入式網(wǎng)絡 幾種常用的網(wǎng)絡技術(shù) 家庭網(wǎng)絡-最后100米 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)

10、 嵌入式internet 藍牙技術(shù) I2C總線 34 2.3幾種常用的通信接口技術(shù)簡介 PCI CompactPCICPCI PC104/plus IrDA/Fast IrDA USB Ethernet/fast ethernet IEEE1394 PCMCIA 其它 狹義的網(wǎng)絡 分布于不同地理位置 的裝置進行通信 廣義的網(wǎng)絡 分布于不同地理位置 的裝置進行通信 分布于同一個電路板 的智能器件之間的通 信 35 內(nèi)容 嵌入式網(wǎng)絡 幾種常用的網(wǎng)絡技術(shù) 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 嵌入式internet 藍牙技術(shù) I2C總線 36 工業(yè)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展階段 1 手動控

11、制系統(tǒng)-人工 2 氣動控制和液壓控制系統(tǒng)-減輕人的勞動強度 3 電氣控制系統(tǒng)-初級自動化 4 計算機集中式控制系統(tǒng)-CCS 5 集散式控制系統(tǒng)-DCS 6 分布式控制系統(tǒng)-DCS 7 基于現(xiàn)場總線的分布式控制系統(tǒng)-FCS 37 工業(yè)自動化網(wǎng)絡 工廠級 車間級 現(xiàn)場級 網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān) 大型計算機-管理系統(tǒng) 大型控制裝置、計算機 傳感器、執(zhí)行器、施動 器 38 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線概念 工業(yè)過程 變量讀（數(shù)據(jù)采集）、計算（處理）、寫 （控制） 工業(yè)自動化 連續(xù)過程控制 離散控制 混合控制系統(tǒng) 39 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線傳輸?shù)男畔⒌奶攸c 實時性與時間確定性 協(xié)議的簡單性 短幀信息

12、傳送 信息交換的頻繁性和網(wǎng)絡負載的均衡性 要求網(wǎng)絡有較高的安全性、容錯能力 低成本要求 40 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 bitbus產(chǎn)品 標準的爭論（集中式、總線仲裁器、令牌 總線） FF的推出-1997 標準的多樣化 多樣化的合理性 源于應用的多樣性 廠家的利益之爭 41 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 目前的標準化 類型1IEC技術(shù)報告（即FF H1） 類型2ControlNet（美國Rockwell公司支持） 類型3Profibus（德國西門子公司支持） 類型4P-Net（丹麥Process Data公司支持） 類型5FF HSE（即原FF H2，美國Fisher Rosemount 公司支持）

13、類型6Swiff Net（美國波音公司支持） 類型7WorldFIP（法國Alsthom公司支持） 類型8Interbus（德國Phoenix Contact公司支持） 其它 lonworks, TCN, CAN等 42 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 FF總線 用戶應用 用戶數(shù)據(jù) FMS 總線報文規(guī)范 FAS 總線訪問子層 DLL 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 現(xiàn)場總線 用戶數(shù)據(jù)編碼FMS協(xié)議控制 FAS協(xié)議控制FMS協(xié)議數(shù)據(jù) DLL協(xié)議控制FAS協(xié)議數(shù)據(jù)幀校驗 前導碼幀前定界碼DLL協(xié)議數(shù)據(jù)幀結(jié)束碼 40到251 14到255 5到15 5到2562 1118至273 43 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 FF總線

14、的優(yōu)點 FF儀表實現(xiàn)了模擬儀表到數(shù)字儀表的飛躍，具有高抗干 擾性； 可以節(jié)約大量的導線，從而降低成本； 可以在控制室進行現(xiàn)場儀表的調(diào)試和維護； 儀表的精度得到普遍提高，變送器類儀表的精度均能達 到0.1級以上； 可以方便地實現(xiàn)儀表的溫度補償、故障檢測及保護等功 能； FF儀表可以裝入PID等多種算法，直接構(gòu)成控制回路； FF儀表具有互操作性，同一系統(tǒng)甚至是同一條總線上可 以使用多個廠家的FF儀表，不同廠家功能相同的FF儀表 還可以直接互換。 44 FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 45 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 HART HART是Highway Addressable Remote Transducer（

15、高速 可尋址的遠程變送器）的簡稱，最早由Rosemount公司開 發(fā)，并得到八十多家著名儀表公司的支持。目前世界上 已有上百家公司宣布支持、使用這一協(xié)議，成立了 HART用戶集團（Hart User Group），1993年成立了 HART通信基金會。HART，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn) 化的產(chǎn)品，它的最主要的特點是在420mA模擬信號的傳 輸線上傳輸數(shù)字信號，使模擬信號和數(shù)字信號共同使用 同一種傳輸介質(zhì)，主要功能是方便了對現(xiàn)場設備的組態(tài) 和管理。 HART協(xié)議也分為三層結(jié)構(gòu)，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路 層和應用層。 46 Sample: HART產(chǎn)品 47 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 profibus

16、 48 profibus體系結(jié)構(gòu) 49 profibus的MAC機制 50 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 CAN CAN是控制局域網(wǎng)絡（Control Area Network）的簡稱， 最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行 部件之間的通信。隨著CAN技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的應用已 經(jīng)不局限于汽車行業(yè)，而且面向過程工業(yè)方向發(fā)展，如 機械工業(yè)、紡織工業(yè)、農(nóng)用機械、機器人、數(shù)控機床、 醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域。 1991年9月，Philips Semiconductors制訂并發(fā)布了CAN技 術(shù)規(guī)范（2.0版本）。該技術(shù)規(guī)范包括A、B兩部分，其中 2.0A給出了CAN報文標準格式，2.0B給出了

17、標準和擴展 的兩種格式，此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通 運輸工具-數(shù)據(jù)信息交換-高速通信控制器局域網(wǎng)（CAN） 國際標準ISO 11898。 51 CAN體系結(jié)構(gòu) 52 4 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 CAN的典型應用 53 例子：工業(yè)應用的CAN控制系統(tǒng) 54 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 小結(jié) 概念 由來與發(fā)展 常用的現(xiàn)場總線技術(shù)和標準 現(xiàn)場總線控制裝置是基于網(wǎng)絡技術(shù)的嵌 入式系統(tǒng)（每個智能儀表嵌入了嵌入式 處理器/控制器） 55 56 內(nèi)容 嵌入式網(wǎng)絡 幾種常用的網(wǎng)絡技術(shù) 家庭網(wǎng)絡-最后100米 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 嵌入式internet 藍牙技術(shù) I2C總線 57 5

18、嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) contents 選擇協(xié)議棧 選擇網(wǎng)絡技術(shù) 選擇現(xiàn)成的實現(xiàn)方案 使用標準的應用協(xié)議 流行的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu) 58 5.1選擇協(xié)議棧 考慮 適應產(chǎn)品的應用 網(wǎng)絡打印機的開發(fā)-TCP/IP協(xié)議，netware協(xié)議等 網(wǎng)絡協(xié)議所占用的內(nèi)存的考慮 硬件資源 通信控制器 物理層收發(fā)器接口 成本因素 協(xié)議開銷 59 5.2選擇網(wǎng)絡技術(shù) 例如：根據(jù)應用選擇 internet接入 工業(yè)自動化領(lǐng)域 軍用 其它 60 5.3選擇現(xiàn)成的實現(xiàn)方案 1.選擇現(xiàn)成的實現(xiàn)方案原因（現(xiàn)成的協(xié)議）： 1.一方面可以節(jié)省開發(fā)的時間， 2.另一方面現(xiàn)成的方案具有很高的可靠性。 2.關(guān)于自主開發(fā) 1.利用開發(fā)的剩余資源

19、從事這一工作，如在沒有緊急 的開發(fā)項目的情況下，進行這一工作。 2.自主開發(fā)的協(xié)議棧不要馬上投入使用，因為可能存 在的bug會造成維護成本的升高。 3.需要進行標準的一致性測試。 4.進行長期的可靠性測試。 5.經(jīng)過測試過的協(xié)議棧才可以用在實際的項目中。 61 5.4例：使用標準的應用協(xié)議 例如，通過使用HTML和HTTP（超文本標 記語言和超文本傳輸協(xié)議）這類標準的應 用數(shù)據(jù)格式和協(xié)議，就不需要為桌面系統(tǒng) 寫自己的應用程序。 對于客戶端：應用可以使用標準的瀏覽器軟件 對于服務器端的軟件：可以使用標準的WEB server，這些軟件很多可以找到開放源碼的， 可以節(jié)省不少時間，可靠性也可以得到保

20、證。 而且，如果使用一個有廣泛應用基礎的標準應 用協(xié)議，開發(fā)者不需要向最終用戶提供工具軟 件。 62 5.5流行的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu) NetBIOS IPX/SPX AppleTalk TCP/IP 63 小結(jié) 使用標準化 使用成熟的技術(shù) 自主開發(fā)的成熟化-再使用 64 內(nèi)容 嵌入式網(wǎng)絡 幾種常用的網(wǎng)絡技術(shù) 家庭網(wǎng)絡-最后100米 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 嵌入式internet 藍牙技術(shù) I2C總線 65 6 嵌入式internet 嵌入式internet概述 嵌入式internet的應用-目前最方便的聯(lián)網(wǎng)方式 智能公路：包括交通管理、車輛導航、流量控制、信息監(jiān)測和汽車服務。 植物工廠

21、：特種植物工廠，如實現(xiàn)野生名貴藥材的遠程監(jiān)控培養(yǎng)和種植、 無土栽培技術(shù)應用、智能種子工程等。 虛擬現(xiàn)實（VR）機器人：包括交通警察、門衛(wèi)、家用機器人等。 工業(yè)制冷：冷庫、中央空調(diào)和超級市場冰柜。 VR精品店：客戶可以在Internet上實時地查看到存貨狀況。 VR家政系統(tǒng)：水、電、煤氣表的自動抄表，安全防火和防盜系統(tǒng)等。 工業(yè)自動化：目前已經(jīng)有大量的8位、16位和32位嵌入式微控制器在實 際工作中得到廣泛應用，網(wǎng)絡化是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、減少人力 資源消耗的主要途徑。如制藥工業(yè)的過程控制、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、 電網(wǎng)設備監(jiān)測和石油化工系統(tǒng)等。 POS網(wǎng)絡及電子商務：公共交通無接觸智能卡（Co

22、ntactless Smartcard， CSC）發(fā)行系統(tǒng)、公共電話卡發(fā)行系統(tǒng)、自動售貨機等。 環(huán)境工程與自然：水文資料實時監(jiān)測，防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測，堤壩 安全，地震監(jiān)測網(wǎng)，實時氣象信息網(wǎng)，水源和空氣污染監(jiān)測等。 66 67 6 嵌入式internet 原理（2種方式） 1 直接接入internet 設備可以直接連接到Internet上，對Internet進行透明的 訪問。 不需要專用的接入設備。 設備的協(xié)議標準化，便于實現(xiàn)。 需要的嵌入式處理器的資源比較高，如更快的處理器， 更大的存儲器容量，導致系統(tǒng)的成本高。 需要IP地址資源，目前Internet的IPV4的IP資源有限， 因此這種方

23、案在IPV6版本中可能比較現(xiàn)實，但是可以 應用于Intranet中。 2 通過網(wǎng)關(guān)接入internet go to next 68 網(wǎng)關(guān) RS-232、RS-485、CAN、紅外、 電力線、射頻等 需要接入internet的各種設備 internet 69 6 嵌入式internet 接入方案案例-32/64位網(wǎng)絡處理器 32/64位的嵌入式系統(tǒng)因為有足夠的能力和資源， 所以可以使用TCP/IP協(xié)議的全集和標準的socket 接口。 集成以太網(wǎng)控制器接口 例子： Netsilicon公司的Net+ARM motorola的PowerPC, Coldfire samsung的KS32C50100

24、系列，S3C4510等 70 6 嵌入式internet 接入方案案例-8/16位嵌入式處理器 對協(xié)議棧進行簡化和裁減 從模塊層次上進行 基本模塊IP，TCP，UDP 從模塊內(nèi)部進行 例如：路由功能的裁剪 需要專業(yè)的網(wǎng)絡知識和技能 71 6 嵌入式internet 嵌入式TCP/IP概述 嵌入式協(xié)議棧的API可能與普通的協(xié)議棧不同 Winsock, BSD socket, -為了開發(fā)的標準化 嵌入式協(xié)議棧的可裁剪性 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的平臺兼容性 嵌入式協(xié)議棧的效率較高 （1）占用的代碼?。?（2）需要的數(shù)據(jù)存儲器??； （3）代碼的效率高，可以減少對處理器的處理速度的要 求。 72 6

25、嵌入式internet 嵌入式TCP/IP實現(xiàn)的形式 基于硬件實現(xiàn)的協(xié)議棧 日本Seiko公司以iReady芯核為基礎，開發(fā)的S7600芯片， 大量購買時價格約為7美元。 應用于DSP的協(xié)議棧 如eDevice公司提供的SmartStack協(xié)議棧，就是在Analog Devices公司的AD1218x DSP芯片的基礎上實現(xiàn)的。 普通的協(xié)議棧-軟件TCP/IP 代理協(xié)議棧-continued 73 6 嵌入式internet -代理協(xié)議棧 74 6 嵌入式internet 嵌入式internet的方案選擇-考慮的問題 與Internet連接的方式（直接、通過網(wǎng)關(guān)） 需要發(fā)送和接收信息的種類 在

26、系統(tǒng)中使用軟件協(xié)議棧和硬件協(xié)議棧的 難度評估 增加一個協(xié)議棧，不同的方案對原來的設 計的改動大小 成本比較：軟件成本、硬件成本、總體增 加的成本 75 內(nèi)容 嵌入式網(wǎng)絡 幾種常用的網(wǎng)絡技術(shù) 家庭網(wǎng)絡-最后100米 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 嵌入式internet 藍牙技術(shù) I2C總線 76 7 藍牙技術(shù) 特點 適用的設備多 工作頻段全球通用 ISM-Industry, Science, Medicine 使用方便 安全加密、抗干擾能力強 兼容性好 尺寸小、功耗低 多路、多方向連接 77 藍牙系統(tǒng)模塊 78 7 藍牙技術(shù) 產(chǎn)品 藍牙芯片 藍牙芯片是藍牙系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。 1999年底，

27、朗訊公司宣布了它的第一個藍牙集成芯片W7020，該產(chǎn) 品由一個單芯片無線發(fā)送子系統(tǒng)、一個基帶控制器和藍牙協(xié)議軟件 組成。 2000年6月，Mitel宣布推出MT1020，稱這是世界上第一種藍牙基頻 寬控制器，可進行語音和數(shù)據(jù)處理。 2000年6月下旬，英國初創(chuàng)公司（CSR）宣布推出第一個支持短距射 頻（RF）技術(shù)的單芯片RF及基頻IC，該芯片采取了低價策略，每顆 售價8美元，并計劃2001年底降為5美元。CSR芯片組可支持的藍牙 操作頻寬達2.4GHz，并支持藍牙軟件層的快閃內(nèi)存，能夠傳送語音 數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)。該公司2000年將有超過100萬個組件出貨，主要客 戶是電信巨人阿爾卡特（Alcat

28、el）和日本的Tochigi Mitsumi。CSR芯 片組將采用0.35微米工藝在亞洲及歐洲地區(qū)生產(chǎn)。 2000年7月，日本沖電氣工業(yè)公司開始出廠藍牙芯片組及中間軟件的 工業(yè)樣品，并將設計藍牙接口所必需的硬軟件一并出售給設備廠家。 目前-查閱文獻 79 7 藍牙技術(shù) 產(chǎn)品 藍牙耳機 1999年11月，愛立信公司展示了采用藍牙技術(shù)的實用電 話耳機，這是第一個采用藍牙技術(shù)使手得以解放的部件。 藍牙耳機輕巧、無線，通過內(nèi)建藍牙無線發(fā)送芯片同插 入移動電話上的藍牙相連，與人通電話十分方便。該耳 機可以放在任一只耳朵上，同愛立信T28，T28 WORLD 和R320蜂窩電話配合使用。 80 7 藍牙技

29、術(shù) 產(chǎn)品 藍牙適配器 81 7 藍牙技術(shù) 產(chǎn)品 藍牙手機 2000年6月上旬在新加坡舉辦的“通信技術(shù)亞洲展覽會” 上，愛立信公司展示了內(nèi)置藍牙芯片的GPRS手機R520m 和T36。愛立信公司認為R520m是世界首例藍牙GPRS手 機。 82 7 藍牙技術(shù) 產(chǎn)品 筆記本電腦 作為藍牙技術(shù)的倡導者，IBM公司宣布出臺一系列新的 無線增強技術(shù)，以與IBM成功的ThinkPad筆記本電腦的 線路設計相配套，同時推出應用藍牙技術(shù)的全新 ThinkPad筆記本電腦，該電腦帶有Portofino端口，能方 便地連接到無線調(diào)制解調(diào)器、照相機和其它設備上。通 過藍牙技術(shù)，筆記本電腦將不再需要無線調(diào)制解調(diào)器或

30、是單獨的無線ISP賬號，而是將來自筆記本電腦的數(shù)據(jù)通 過無線電設備發(fā)送到蜂窩電話，然后再由蜂窩電話進行 傳輸。 83 7 藍牙技術(shù) 產(chǎn)品 無線操作的便攜硬盤 在一次展覽會上，一款叫做NetDrive的便攜式硬盤給人 留下極其深刻的印象，它可利用藍牙技術(shù)無線接收數(shù)據(jù)， 加以存儲（總?cè)萘靠蛇_200兆）。有了這種設備后，電腦 用戶可在電腦主機與硬盤間可進行無線操作。當他離開 時，可將硬盤帶走，防止他人非法操作；回來后重新連 上硬盤便可繼續(xù)工作。 84 7 藍牙技術(shù) 產(chǎn)品 個人電腦附件 東芝公司于2000年8月上市對應藍牙技術(shù)面向電腦的周邊 設備。推出的產(chǎn)品為具備藍牙通信功能的PC卡 “PABTC001”和可以安裝該PC卡的模擬 Modem“PABTS001”。使用PC卡“PABTC001”可以在筆 記本電腦之間通過無線方式傳輸文件。 摩托羅拉公司也公布了其第一批藍牙產(chǎn)品，包括一個 PCMCIA卡，一個USB附件。PCMCIA卡和USB附件這兩 個新產(chǎn)品都是個人電腦的附加設備，可以允許個人電腦 用無線方式交換信息和整理數(shù)據(jù)。 85 內(nèi)容 嵌入式網(wǎng)絡 幾種常用的網(wǎng)絡技術(shù) 家庭網(wǎng)絡-最后100米 工業(yè)網(wǎng)絡與現(xiàn)場總線 嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng) 嵌入式internet 藍牙技術(shù) I2C總線 86 8 I2C總線-簡介 概述 I2C總線是一種廣為人知的常用于將微控制 器鏈接到系統(tǒng)的總線。目前大多數(shù)的