📄 21ic mcu网络接口方案的自由选择.htm
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<TD width="13%">IPv4,IPv6,<BR>TPP/IP</TD>
<TD width="17%">4(Cat5)<BR>光</TD></TR>
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<TD align=middle width="7%">1394b</TD>
<TD width="23%">火线LAN/外设网络</TD>
<TD width="23%">8002400Mb/s<BR>100mUTP（未屏蔽双绞线）</TD>
<TD width="17%">多主机</TD>
<TD width="13%">1394<BR>TCP/IP</TD>
<TD width="17%">6<BR>光</TD></TR>
<TR class=main>
<TD align=middle width="7%">USB</TD>
<TD width="23%">通用串行总线外设网络</TD>
<TD width="23%">12Mb/s sv1.1<BR>480Mb/s sv2,0<BR>25m</TD>
<TD width="17%">主/从 星形<BR>127个设备</TD>
<TD width="13%">USB</TD>
<TD width="17%">4</TD></TR>
<TR class=main>
<TD align=middle width="7%">SPI</TD>
<TD width="23%">串行外设接口设备网络</TD>
<TD width="23%">1Mb/s<BR>5m</TD>
<TD width="17%">主/从</TD>
<TD width="13%">-</TD>
<TD width="17%">3加线地和片选</TD></TR>
<TR class=main>
<TD align=middle width="7%">I2C</TD>
<TD width="23%">内部集成电路设备网络</TD>
<TD width="23%">1000kb/s 标准<BR>400kb/s 快速<BR>3.4Mb/s
高速<BR>10m</TD>
<TD width="17%">主/从<BR>多个主机</TD>
<TD width="13%">-</TD>
<TD width="17%">2加地线</TD></TR>
<TR class=main>
<TD align=middle width="7%">CAN</TD>
<TD width="23%">控制域网络设备网络</TD>
<TD width="23%">1Mb/s 40m<BR>10kb/s 5000m</TD>
<TD width="17%">主/从<BR>多个主机</TD>
<TD width="13%">CANopen</TD>
<TD width="17%">1加地线<BR>差分<BR>光</TD></TR>
<TR class=main>
<TD align=middle width="7%">LIN</TD>
<TD width="23%">局部互连网络设备网络</TD>
<TD width="23%">20kb/s<BR>80m</TD>
<TD width="17%">主/从<BR>16个设备</TD>
<TD width="13%">LIN<BR>触发时间</TD>
<TD width="17%">1加地线</TD></TR>
<TR class=main>
<TD align=middle width="7%">1Wire</TD>
<TD width="23%">Maxim(专用)</TD>
<TD width="23%">16kb/s<BR>140kb/s<BR>600m</TD>
<TD width="17%">主/从</TD>
<TD width="13%">1Wire</TD>
<TD width="17%">1加地线</TD></TR></TBODY></TABLE>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">以太网是现在最通用的，其高速硬件很容易插入片上系统（SoC）。为把多种设备与因特网连接起来，增加以太网已变得很重要。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">后来，USB（通用串行总线）在MCU中更多地出现。最初，是把MCU当成一个USB外设来处理。支持USB的主机总是有用的，MCU被用作像键盘一样带有PC风格的设备，而且与存储设备和其它USB外设一起工作得非常好。USB在那些靠近主机的外部嵌入式网络中变得更加重要。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">正在慢慢嵌入MCU的接口有1394（高速总线接口）。这种情况可能随着1394b的出现而变化，它强调是作为多媒体网络的基础设施。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">CAN总线是一种网络接口，其流行的程序与以太网相同，尤其是当它进入汽车和过程控制环境后，就更是这样了。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>2 设备网络</B></P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">MCU更通用的是与CAN、LIN（局部互连网络）、SPI（串行外设接口）、I2C和单线（1Wire）总线相连接。虽然这些接口的运行速度比以太网慢，但它们更容易实现。有些设备的主装置，像单线协议，能完全用软件实现，而以太网则很少有能这样做的设备。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">CAN已在汽车和过程控制工业中找到了自己的位置。它受到广泛支持，并适合嵌入式应用范围，常用于LIN的分级网络。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">速度为20kb/s的LIN适合低性能网络。虽然瞄准的是汽车工业，但LIN可作为传感器，方便地进入其它嵌入式应用网络。CAN和LIN都有单线设计的优点。作为大多数单线设计，对设备采取共地是有效的。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">国家半导体和摩托罗拉公司开发了SPI，它使用主/从架构方式，与从机的数据收集、整理系统链接在一起（daisy-chain
together），如力所示。要实现串行外设接口是相当简单的，为保持靠近主机的SPI从机，使用单独的芯片选择。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">I2C使用双线时钟总线，支持主/从和多架构。从先进的TCA到电池的监视。I2C已在广泛的嵌入式应用范围内找到了自己的位置。一个运行在3.4Mb/s下的高速能版本工作在100kb/s范围内时也同样的好。飞利浦是I2C的支持者之一。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">I2C的同步特性及其每个字节的证实（per-byteacknowledgement），使它能相当容易地用硬件实现。如没有大量的软件开销，它本身对UART（通用异步收发器）的执行是没有帮助的。与以太网、CAN和LIN比较、I2C有广泛的零售商支持。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">单线架构是专用的只有一条连线的主/从网络。主网络可由任何人开发，但从网络必注册。有各种消息来源（source）提供给单线从设备。此架构对简单、低功耗设备是很有用的。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">在MCU上，单独的网络接口已成功一段时间了。后来，更多出现的是多于一个接口的MCU。这允许MCU作网络之间连接的网关。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>3 网关芯片</B></P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">带有一对网络接口的MCU，在从Ubicom公司的低价IP3023网络处理器（它能支持6种网络）到NEC公司的400MHz、64位Vr7701处理器（它带有一对10/100Mb/s的以太网接口）上都能运行。这些MCU能轻松地支持常驻的网关和机顶盒应用。许多MCU零售商正推动在此范围应用的解决方法。以太网的网关保持了在SOHO（小型办公和家庭办公）环境的流行。借助于装运（shipment），CAN到CAN的网关却领选于以太网，这是因为它位于大多数汽车内。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">网桥应用构成了另一领域，在那里MCU已应用于娱乐、玩耍和表演。在这些应用中，不同的网络连接在一起。CAN到LIN的网桥，比如三菱电子公司的M16C产品，就用在了汽车环境。在该环境中，可能要支持多个网桥来隔离汽车电子设备的不同部分。CAN到LIN网桥能接入廉价的LIN从处理器进行存取。虽然CAN是相当便宜的网络，但LIN设备更加便宜。二者都采用了单线连接，使得关键选择因素的成本变得较低，如图2所示。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">今天，以太网到I2C和以太网到SPI，实际上是在计算机系统管理下完成的。类似的，CAN设备都在过程控制环境中流行。有几个例子，包括Microchip公司的PIC
MCU和日本日六公司的H8产品都带有CAN 2.0b，并支持SPI或I2C网络。甚至有单个的设备，像Lan-tronix
Xport，它使用了X186（基于DSTNI
LX）的MCU，带内置桥接串行设备的以太网，整个系统内部装配置有扩展的RJ45插座（即水晶头）。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>4 嵌入式无线网络</B></P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">至今，无线网络可以肯定会流行，但事例了MCU的流行无线解决方案尚未出现，如802.11、蓝牙和ZigBee(802.15)全都需要在MCU外有大量的硬件电路块。支持的网络协议和以太网是相同级别的，要把协议集成到小的网络内困难更多。ZigBee要整合到MCU内，看起来是最容易的，因为它的工作速度更慢，所需的功耗更低，协议更简单。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">驻留的网关，特别是那些无线网关，在嵌入式网络中对安全的要求比对隔离的要求更高一些。这就是为什么像IDT公司的RC32365芯片整合了加密硬件的原理。为支持VPN（Virtual
Person Network，虚拟个人网络）设计提供的MCU，还需要包括一对以太网MAC（媒体存取控制）和SPI。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">分布嵌入式系统的解决方法，容易用这样的MCU来构成，这些MCU内整合了大部分（如果说不是全部的话）一个或多个网络所需的硬件。选择正确的网络可能是一个更困难的任务，但至少有相当大的范围可自由选择，这是有益的。<IMG
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align=right vspace=1 border=0></P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>5 单线网络</B></P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">单线是Maxim公司集成产品专用网络架构。其获益来自廉价的主/从架构，包括给通信所用的小线路上提供小功率的能力。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">单线主机在MCU上仅使用单根I/O线，通过软件很容易实现。许多MCU已有单线主机路由。USB-单线和串行-单线的网桥芯片也都已出现。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">主机没有注册限制，注册随从机进入运行，每个从机有一个唯一的64位串行号。初始握手协议允许主机单独地识别每台从机。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">在戴尔半导体/Maxim公司工作的自动化信息产品经理Hal
Kurkowski指出：单线方法能给从设备供电（如图3所示）。当数据传输时，电容器维持设备上的电压。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">在必要时，结构主机有可能通过总线提供更大的功率。在此情况，主机必须能编程，这样在请求送到从设备后，22Ω电源电阻被交替切换。有一个基于快闪存储器设备的例子，对存储器编程时需要更多的功率。此时主机将对设备发送请求，切入电源，等待规定的时间到后，再切回到1.2kΩ电阻。
</SPAN></P>
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<TR>
<TD width=75>【<A href="javascript:doPrint();">打印本稿</A>】</TD>
<TD width=8></TD>
<TD width=75>
<P>【<A
href="http://www.21ic.com/new_info/news/review.asp?title=MCU网络接口方案的自由选择target="
_blank?>发表评论</A>】</P></TD>
<TD width=10></TD>
<TD width=79>【<A
href="http://www.21ic.com/new_info/news/sendmail.asp?num=MCU网络接口方案的自由选择">推荐</A>】</TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR>
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<TD align=right height=2><A href="javascript:window.close();"><IMG
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color=#ffffff>－－－－</FONT></TD></TR></TBODY></TABLE><BR><BR>
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<TD align=middle width=114 bgColor=#ece8db height=19>相关新闻</TD>
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