嵌入式應用中的互連技術(shù)應用
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連接外圍器件似乎是設計工程師必須面對的處理過(guò)程。在很多情況下，串行網(wǎng)絡(luò )具有足夠的性能來(lái)完成該工作并最小化器件間的連接。這對于器件間距離大于數厘米的情況非常重要。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/150486.htm目前已有多種方案可用。而許多其它的方案可以從現場(chǎng)總線(xiàn)、具有專(zhuān)利的接口和專(zhuān)用串行接口中選擇。它們之間常常會(huì )有直接競爭關(guān)系，但是大部分方案都有其利基市場(chǎng)。
通常，一個(gè)串行互連包含的電線(xiàn)數目不會(huì )超過(guò)6根，其中可能包括電源線(xiàn)和地線(xiàn)(不過(guò)情況可能會(huì )有變化)。例如，像美信公司1-Wire這樣的器件需要連接地線(xiàn)。這也是一個(gè)互連的多種參考設計在計算電線(xiàn)數目時(shí)沒(méi)有將電源線(xiàn)計算在內的原因。
目前存在很多不同的架構和協(xié)議，對于單主機和多主機網(wǎng)絡(luò )而言也存在這種情況。以太網(wǎng)、PCI Express和Serial RapidIO(SRIO)等諸多架構都需要一個(gè)交換結構。
當處理串行網(wǎng)絡(luò )的集成接口時(shí)，性能和簡(jiǎn)易性往往都是問(wèn)題。8位或性能更強微控制器必須支持I2C、串行外設接口(SPI)、控制器區域網(wǎng)絡(luò )(CAN)、本地互連網(wǎng)絡(luò )(LIN)和1-Wire接口。而多功能串行端口通?？芍С稚鲜鼋涌谝约邦?lèi)似RS-485的標準串行接口(雖然RS-485和CAN一般都需要采用外部收發(fā)芯片)。
大部分其它接口采用標準微控制器輸出，并允許器件之間的直接連接。由NXP公司推出的I2C通信鏈路是可提供這類(lèi)支持(圖1)的一種雙線(xiàn)解決方案。它不包含任何錯誤檢查功能，但支持多主機操作。
圖1：一個(gè)I2C主器件提供時(shí)鐘和初始地址。根據主器件R/W位的值決定是由主器件還是從器件傳送數據，基于每字節來(lái)識別數據傳送。最高有效位(MSB)位是最先被傳送的位。
數據包包括一個(gè)用來(lái)指示主器件或從器件是否發(fā)送數據的地址和方向位。此外，I2C屬于PMBus、SMBus和智能平臺管理接口(IPMI)等功率管理和系統管理標準的一部分，以上標準可利用I2C的多主機模式。而且I2C沒(méi)有版稅問(wèn)題。
I2C的主要對手是SPI(圖2)。作為一種主/從器件的互連接口，SPI通常用于將外圍芯片連接到主處理器上，其芯片選擇架構的硬件和軟件實(shí)現十分簡(jiǎn)單。SPI可提供比I2C更快的傳輸速率，但需要以采用更多電線(xiàn)為代價(jià)。在硬件端，僅需一個(gè)移位寄存器和一些邏輯門(mén)就可以實(shí)現。此外，SPI還可提供一個(gè)相對于I2C的基址寄存器尋址方式而言非常低級的接口。
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