學(xué)習(xí)嵌入式必讀：嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)及知識(shí)及接口技術(shù)總結(jié)

　　18、CAN總線接口

　　(1)CAN(Control Area Network，控制器局域網(wǎng))總線是一種多主方式的串行通信總線，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，最初被用于汽車環(huán)境中的電子控制網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理想情況下可以掛接任意多個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。

　　(2)總線信號(hào)使用差分電壓傳送。兩條信號(hào)線被稱為CAN_H和CAN_L，靜態(tài)是均為2.5V左右，此時(shí)狀態(tài)表示邏輯1，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯0，稱為“顯性”，此時(shí)，通常電壓值為CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。

　　(3)當(dāng)“顯性”和“隱性”位同時(shí)發(fā)送的時(shí)候，最后總線數(shù)值將為“顯性”這種特性為CAN總線的仲裁奠定了基礎(chǔ)。

　　(4)CAN總線的一個(gè)位時(shí)間可以分成4個(gè)部分：同步段、傳播時(shí)間段、相位緩沖段1和相位緩沖段2。

　　(5)CAN總線的數(shù)據(jù)幀有兩種格式：標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式。包括：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)、CRC場(chǎng)、ACK場(chǎng)和幀結(jié)束。

　　(6)CAN總線硬件接口包括：CAN總線控制器和CAN收發(fā)器。CAN控制器主要完成時(shí)序邏輯轉(zhuǎn)換等工作，例如菲利普的SJA1000。CAN收發(fā)器是CAN總線的物理層芯片，實(shí)現(xiàn)TTL電平到CAN總線電平特性的轉(zhuǎn)換，例如TJA1050。

　　19、xDSL接口

　　(1)xDSL(數(shù)字用戶線路)技術(shù)是，在現(xiàn)有用戶電話線兩側(cè)同時(shí)接入專用的DSL調(diào)制解調(diào)設(shè)備，在用戶線上利用數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)高頻帶寬較寬的特性直接采用數(shù)字信號(hào)傳輸，省去中間的A/D轉(zhuǎn)換，突破了模擬信號(hào)傳輸極限速率為56KB/s的閑置。

　　(2)DSL技術(shù)主要分為對(duì)稱和非對(duì)稱兩大類。

　　(3)對(duì)成xDSL更適合于企業(yè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接應(yīng)用，例如文件傳輸、視頻會(huì)議等收發(fā)數(shù)據(jù)量大致相同的工作。

　　(4)ASDL是近年發(fā)展的另一種寬帶接入技術(shù)，是利用雙絞銅線向用戶提供兩個(gè)方向上速率不對(duì)稱的寬帶信息業(yè)務(wù)。

　　(5)ADSL在一對(duì)電話線上同時(shí)傳送一路高速下行數(shù)據(jù)、一路較低速率上行數(shù)據(jù)、一路模擬電話。各信號(hào)之間采用頻分復(fù)用方式占用不同頻帶，低頻段傳送話音;中間窄頻帶傳送上行信道數(shù)據(jù)及控制信息;其余高頻段傳送下行信道數(shù)據(jù)、圖像或高速數(shù)據(jù)。

　　20、WLAN接口

　　(1)WLAN(Wireless Local Area Network)是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以無線多址通道作為傳輸媒介，提供有線局域網(wǎng)的功能。

　　(2)WLAN的標(biāo)準(zhǔn)：主要是針對(duì)物理層和媒質(zhì)訪問控制層(MAC層)，涉及到所有使用的無線頻率范圍、控制接口通信協(xié)議等技術(shù)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　A、IEEE 802.11：定義了物理層和MAC層規(guī)范，工作在2.4～2.4835GHz頻段，最高速率為2Mb/s，是IEEE最初制定的一個(gè)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

　　B、IEEE 802.11b：工作在2.4～2.4835GHz頻段，最高速率為11Mb/s，傳輸距離50～150inch。采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式和基本模式兩種運(yùn)行模式。在數(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)實(shí)際情況在11Mb/s、5.5Mb/s、2 Mb/s、1 Mb/s的不同速率間自動(dòng)切換。

　　C、IEEE 802.11a：工作在5.15～8.825GHz頻段，最高速率為54Mb/s/72Mb/s，傳輸距離10～100m。

　　D、IEEE 802.11g：混合標(biāo)準(zhǔn)，擁有EEE 802.11a的傳輸速率，安全性較EEE 802.11b好，采用兩種調(diào)制方式，做到與EEE 802.11a和EEE 802.11b兼容。

　　(3)WLAN有兩種網(wǎng)絡(luò)類型：對(duì)等網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

　　21、藍(lán)牙接口

　　(1)藍(lán)牙技術(shù)的目的：使特定的移動(dòng)電話、便鞋式電腦以及各種便攜通信設(shè)備的主機(jī)之間近距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)無縫的資源共享。

　　(2)藍(lán)牙技術(shù)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的無線空中接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)。其工作頻段為全球通用的2.4GHz ISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，其數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mb/s，采用時(shí)分雙工方案來實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸，其理想的連接范圍為10cm～10m。

　　(3)藍(lán)牙基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的結(jié)合。

　　(4)藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)：

　　A、傳輸距離短，工作距離在10m以內(nèi)。

　　B、采用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)。

　　C、采用時(shí)分復(fù)用多路訪問技術(shù)，有效地避免了“碰撞”和“隱藏終端”等問題。

　　D、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

　　E、語言支持。

　　F、糾錯(cuò)技術(shù)，其采用的是FEC(前向糾錯(cuò))方案。

　　(5)藍(lán)牙接口由3大單元組成：無線單元、基帶單元、鏈路管理與控制單元。

　　22、1394接口

　　(1)1394作為一種標(biāo)準(zhǔn)總線，可以在不同的工業(yè)設(shè)備之間架起一座溝通的橋梁，在一條總線上可以接入63個(gè)設(shè)備。

　　(2)IEEE 1394的特點(diǎn)：

　　A、支持多種總線速度，適應(yīng)不同應(yīng)用要求。

　　B、即插即用，支持熱插拔。

　　C、支持同步和異步兩種傳輸方式。

　　D、支持點(diǎn)到點(diǎn)通信模式，IEEE 1394是多主總線。

　　E、遵循ANSI IEEE 1212控制及狀態(tài)寄存器(CSR)標(biāo)準(zhǔn)，定義了64位的地址空間，可尋址1024條總線的63個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可包含256TB的內(nèi)存空間。

　　F、支持較遠(yuǎn)距離的傳輸。

　　G、支持公平仲裁原則，為每一種傳輸方式保證足夠的傳輸帶寬。

　　H、六線電纜具有電源線，可傳輸8～40V的直流電壓。

　　(3)IEEE 1394的協(xié)議棧由3層組成：物理層、鏈路層和事務(wù)層，例外還有一個(gè)管理層。物理層和鏈路層由硬件構(gòu)成，而事務(wù)層主要由軟件實(shí)現(xiàn)。

　　A、物理層提供IEEE 1394的電氣和機(jī)械接口，功能是重組字節(jié)流并將它們發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)上去。

　　B、鏈路層提供了給事務(wù)層確認(rèn)的數(shù)據(jù)服務(wù)，包括：尋址、數(shù)據(jù)組幀和數(shù)據(jù)校驗(yàn)。

　　C、事務(wù)層為應(yīng)用提供服務(wù)。

　　D、管理層定義了一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)所使用的所有協(xié)議、服務(wù)以及進(jìn)程。

　　23、電源接口

　　(1)DC-DC轉(zhuǎn)換器有三種類型：

　　A、線性穩(wěn)壓器：產(chǎn)生較輸入電壓低的電壓。

　　B、開關(guān)穩(wěn)壓器：能升高電壓、降低電壓或翻轉(zhuǎn)輸入電壓。

　　C、充電泵：可以升高、降低或翻轉(zhuǎn)輸入電壓，但電流驅(qū)動(dòng)能力有限。

　　(2)任何變壓器的轉(zhuǎn)換過程都不具有100%的效率，穩(wěn)壓器本省也使用電流(靜態(tài)電流)，這個(gè)電流來自輸入電流。靜態(tài)電流越大，穩(wěn)壓器功耗越大。

　　(3)線性穩(wěn)壓器輸入輸出使用退耦電容來過濾，電容除了有助于平穩(wěn)電壓以外，還有利于去除電源中的瞬間短時(shí)脈沖波形干擾。

　　(4)電壓與功耗之間的平方關(guān)系意味著理想高效的方法是在要求較低電壓的較低時(shí)鐘速率上執(zhí)行代碼，而不是先以最高的時(shí)鐘速率執(zhí)行代碼然后再轉(zhuǎn)為空閑休眠。

　　(5)電源通常被認(rèn)為是整個(gè)系統(tǒng)的“心臟”，絕大多數(shù)電子設(shè)備50%～80%的節(jié)能潛力在于電源系統(tǒng)，研制開發(fā)新型開關(guān)電源是節(jié)能的主要舉措之一。

　　(6)降低功耗的設(shè)計(jì)技術(shù)：

　　A、采用低功耗器件，例如選用CMOS電路芯片。

　　B、采用高集成度專用器件，外部設(shè)備的選擇也要盡量支持低功耗設(shè)計(jì)。

　　C、動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器的時(shí)鐘頻率和電壓，在允許的情況下盡量使用低頻率器件。

　　D、利用“節(jié)電”工作方式。

　　E、合理處理器件空余引腳：

　　a、大多數(shù)數(shù)字電路的輸出端在輸出低電平時(shí)，其功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸出高電平時(shí)的功耗，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意控制低電平的輸出時(shí)間，閑置時(shí)使其處于高電平輸出狀態(tài)。

　　b、多余的非門、與非門的輸入端應(yīng)接低電平，多余的與門、或門的輸入端應(yīng)接高電平。

　　c、ROM或RAM及其他有片選信號(hào)的器件，不要將“片選”引腳直接接地，避免器件長(zhǎng)期被接通，而應(yīng)該與“讀/寫”信號(hào)結(jié)合，只對(duì)其進(jìn)行讀寫操作時(shí)才選通。

　　F、實(shí)現(xiàn)電源管理，設(shè)計(jì)外部器件電源控制電路，控制“耗電大戶”的供電情況。