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[摘要]嵌入式Internet技术的广泛应用是计算机和互联网技术进入后PC时代的最新发展趋势。本文分析了嵌入式系统接入技术的意义以及选择合适的解决方案应综合考虑的各个技术因素,着重介绍了嵌入式Internet技术的几种解决方案及每个方案的软硬件设计特点。
[关键词]Internet TCP/IP 嵌入式系统
一、嵌入式系统接入Internet的意义
嵌入式系统主要用于大楼、工厂和家庭的控制网络及其他信息网络,其接入Internet后,不仅实现了网络远程监控、诊断和系统升级,而且为嵌入式系统共享更多的网络信息资源提供了平台。更重要的是,控制网络不再需要租用专线和拨打长途电话来维持运行,从而大大降低运行成本;总之,Internet接入可明显提高企事业单位的经济效益,改变社会组织的运营模式。
二、选择合适的嵌入式Internet技术解决方案的综合分析
嵌入式系统接入Internet的关键是满足TCP/IP协议。TCP/IP协议是建立在数据链路层、网络层、传输层和应用层上的协议族,根据其内容和使用场合可分为支持TCP/IP协议的实时操作系统(RTOS)、委托网关的TCP/IP代理协议、采用软硬件固化的TCP/IP嵌入式协议栈三种。
1.嵌入式系统接入Internet的方式。大多数工作休息地点都具有以太网基础设施,只需将系统随时接入。
2.TCP/IP完整协议栈和TCP/IP嵌入式协议栈。TCP/IP完整协议栈建立在berKeley软插座上,而嵌入式TCP/IP协议栈建立在专用软插座API(应用编程接口)之上。
3.系统接收/发送的信息量、微处理器的档次、系统的存储容量需要综合考虑。发送/接受信息量大的系统须采用32位功能强大的微处理器和实时操作系统(RTOS)及较大容量的存储器。
三、嵌入式系统Internet接入的几种典型的解决方案
嵌入式系统实现Internet接入的方案选择关键在于利用MCU有限的软硬件资源,对信息进行TCP/IP协议处理,形成IP数据包,以便在Internet上传输。
1. 32位MCU+RTOS
此方案功能强大,但源代码不公开,研发成本较高。带有TCP/IP协议库和Web服务器功能的RTOS报价为700~800美元以上。对于机顶盒或掌上电脑等功能较高,交换信息量大的嵌入式系统可选用此方案。
2. 8位MCU+TCP/IP 协议芯片
IP2022以软件方式预置了许多软件模式(ipModuleSoftware),不仅能运行iPOS Operating System及流行的Internet协议栈,而且能实现802.11b、homeplug、以太网,蓝牙等协议。
该方案实现了8位单片机嵌入式系统直接接入Internet,可广泛应用于信用卡读卡机、自动售货机、仪表和智能家电等领域。但设计人员须熟悉TCP/IP协议和硬件接口,软件工作量较大。
3.MCU+代理协议+网关
选用此方案的厂家有:emWare公司开发的嵌入式微网络技术和武汉力源公司的PS2000芯片。
emWare公司的嵌入式微网络技术EMIT(Embeded Micro Internet Working Technology)在MCU内部以软件方式嵌入emNet协议,再通过emGateway接入Internet。EmGateway软件不仅支持TCP/IP协议并运行HTTP服务程序,而且可作为用户进行Web远程访问。
武汉力源公司采用MCU+Webchip(PS2000)+PC网关方案。MCU通过Webchip与网关连接即可接入Internet,完成信息交换。在PS2000内部固化的MCUnet协议与emGateway和OSGi协议兼容,通过SPI三线串行接口与MCU应用系统连接,并以17条指令实现与MCU的信息交换。PS2000的另一端以RS-232、RS-485或Modem等接口电路与基于PC的网关连接。
四、结论
随着嵌入式Internet技术的迅速发展,新的软硬件产品将不断涌现,设计人员应综合考虑开发过程中的各个因素,以选择最适合自己的技术方案,同时也要注意每个技术方案对系统成本和开发周期及技术人员结构配合等方面的影响。
参考文献
[1] Nicholos Cravotta.嵌入式TCP/IP:选择方案琳琅满目[J]. EDN CHINA电子设计技术,2001.
[2]李燕生、于振生. 基于S7600A的嵌入式系统Internet接入方案[J].电子技术应用,2002.
[3]黎明. Webchip智能Internet网络接口芯片及其应用[J]. 力源电子工程,2002.
[关键词]Internet TCP/IP 嵌入式系统
一、嵌入式系统接入Internet的意义
嵌入式系统主要用于大楼、工厂和家庭的控制网络及其他信息网络,其接入Internet后,不仅实现了网络远程监控、诊断和系统升级,而且为嵌入式系统共享更多的网络信息资源提供了平台。更重要的是,控制网络不再需要租用专线和拨打长途电话来维持运行,从而大大降低运行成本;总之,Internet接入可明显提高企事业单位的经济效益,改变社会组织的运营模式。
二、选择合适的嵌入式Internet技术解决方案的综合分析
嵌入式系统接入Internet的关键是满足TCP/IP协议。TCP/IP协议是建立在数据链路层、网络层、传输层和应用层上的协议族,根据其内容和使用场合可分为支持TCP/IP协议的实时操作系统(RTOS)、委托网关的TCP/IP代理协议、采用软硬件固化的TCP/IP嵌入式协议栈三种。
1.嵌入式系统接入Internet的方式。大多数工作休息地点都具有以太网基础设施,只需将系统随时接入。
2.TCP/IP完整协议栈和TCP/IP嵌入式协议栈。TCP/IP完整协议栈建立在berKeley软插座上,而嵌入式TCP/IP协议栈建立在专用软插座API(应用编程接口)之上。
3.系统接收/发送的信息量、微处理器的档次、系统的存储容量需要综合考虑。发送/接受信息量大的系统须采用32位功能强大的微处理器和实时操作系统(RTOS)及较大容量的存储器。
三、嵌入式系统Internet接入的几种典型的解决方案
嵌入式系统实现Internet接入的方案选择关键在于利用MCU有限的软硬件资源,对信息进行TCP/IP协议处理,形成IP数据包,以便在Internet上传输。
1. 32位MCU+RTOS
此方案功能强大,但源代码不公开,研发成本较高。带有TCP/IP协议库和Web服务器功能的RTOS报价为700~800美元以上。对于机顶盒或掌上电脑等功能较高,交换信息量大的嵌入式系统可选用此方案。
2. 8位MCU+TCP/IP 协议芯片
IP2022以软件方式预置了许多软件模式(ipModuleSoftware),不仅能运行iPOS Operating System及流行的Internet协议栈,而且能实现802.11b、homeplug、以太网,蓝牙等协议。
该方案实现了8位单片机嵌入式系统直接接入Internet,可广泛应用于信用卡读卡机、自动售货机、仪表和智能家电等领域。但设计人员须熟悉TCP/IP协议和硬件接口,软件工作量较大。
3.MCU+代理协议+网关
选用此方案的厂家有:emWare公司开发的嵌入式微网络技术和武汉力源公司的PS2000芯片。
emWare公司的嵌入式微网络技术EMIT(Embeded Micro Internet Working Technology)在MCU内部以软件方式嵌入emNet协议,再通过emGateway接入Internet。EmGateway软件不仅支持TCP/IP协议并运行HTTP服务程序,而且可作为用户进行Web远程访问。
武汉力源公司采用MCU+Webchip(PS2000)+PC网关方案。MCU通过Webchip与网关连接即可接入Internet,完成信息交换。在PS2000内部固化的MCUnet协议与emGateway和OSGi协议兼容,通过SPI三线串行接口与MCU应用系统连接,并以17条指令实现与MCU的信息交换。PS2000的另一端以RS-232、RS-485或Modem等接口电路与基于PC的网关连接。
四、结论
随着嵌入式Internet技术的迅速发展,新的软硬件产品将不断涌现,设计人员应综合考虑开发过程中的各个因素,以选择最适合自己的技术方案,同时也要注意每个技术方案对系统成本和开发周期及技术人员结构配合等方面的影响。
参考文献
[1] Nicholos Cravotta.嵌入式TCP/IP:选择方案琳琅满目[J]. EDN CHINA电子设计技术,2001.
[2]李燕生、于振生. 基于S7600A的嵌入式系统Internet接入方案[J].电子技术应用,2002.
[3]黎明. Webchip智能Internet网络接口芯片及其应用[J]. 力源电子工程,2002.