學習嵌入式必讀：嵌入式系統基礎及知識及接口技術總結

　　18、CAN總線接口

　　(1)CAN(Control Area Network，控制器局域網)總線是一種多主方式的串行通信總線，是國際上應用最廣泛的現場總線之一，最初被用于汽車環境中的電子控制網絡。一個CAN總線構成的單一網絡中，理想情況下可以掛接任意多個節點，實際應用中節點數據受網絡硬件的電氣特性所限制。

　　(2)總線信號使用差分電壓傳送。兩條信號線被稱為CAN_H和CAN_L，靜態是均為2.5V左右，此時狀態表示邏輯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，通常電壓值為CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。

　　(3)當“顯性”和“隱性”位同時發送的時候，最后總線數值將為“顯性”這種特性為CAN總線的仲裁奠定了基礎。

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

　　(5)CAN總線的數據幀有兩種格式：標準格式和擴展格式。包括：幀起始、仲裁場、控制場、數據場、CRC場、ACK場和幀結束。

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

　　19、xDSL接口

　　(1)xDSL(數字用戶線路)技術是，在現有用戶電話線兩側同時接入專用的DSL調制解調設備，在用戶線上利用數字數字信號高頻帶寬較寬的特性直接采用數字信號傳輸，省去中間的A/D轉換，突破了模擬信號傳輸極限速率為56KB/s的閑置。

　　(2)DSL技術主要分為對稱和非對稱兩大類。

　　(3)對成xDSL更適合于企業點對點連接應用，例如文件傳輸、視頻會議等收發數據量大致相同的工作。

　　(4)ASDL是近年發展的另一種寬帶接入技術，是利用雙絞銅線向用戶提供兩個方向上速率不對稱的寬帶信息業務。

　　(5)ADSL在一對電話線上同時傳送一路高速下行數據、一路較低速率上行數據、一路模擬電話。各信號之間采用頻分復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據及控制信息;其余高頻段傳送下行信道數據、圖像或高速數據。

　　20、WLAN接口

　　(1)WLAN(Wireless Local Area Network)是利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的，是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，它以無線多址通道作為傳輸媒介，提供有線局域網的功能。

　　(2)WLAN的標準：主要是針對物理層和媒質訪問控制層(MAC層)，涉及到所有使用的無線頻率范圍、控制接口通信協議等技術規范與技術標準。

　　A、IEEE 802.11：定義了物理層和MAC層規范，工作在2.4～2.4835GHz頻段，最高速率為2Mb/s，是IEEE最初制定的一個無線局域網標準。

　　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。采用點對點模式和基本模式兩種運行模式。在數據傳輸速率方面可以根據實際情況在11Mb/s、5.5Mb/s、2 Mb/s、1 Mb/s的不同速率間自動切換。

　　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：混合標準，擁有EEE 802.11a的傳輸速率，安全性較EEE 802.11b好，采用兩種調制方式，做到與EEE 802.11a和EEE 802.11b兼容。

　　(3)WLAN有兩種網絡類型：對等網絡和基礎機構網絡。

　　21、藍牙接口

　　(1)藍牙技術的目的：使特定的移動電話、便鞋式電腦以及各種便攜通信設備的主機之間近距離內實現無縫的資源共享。

　　(2)藍牙技術的實質內容是要建立通用的無線空中接口及其控制軟件的公開標準。其工作頻段為全球通用的2.4GHz ISM(即工業、科學、醫學)頻段，其數據傳輸速率為1Mb/s，采用時分雙工方案來實現全雙工傳輸，其理想的連接范圍為10cm～10m。

　　(3)藍牙基帶協議是電路交換和分組交換的結合。

　　(4)藍牙技術特點：

　　A、傳輸距離短，工作距離在10m以內。

　　B、采用跳頻擴頻技術。

　　C、采用時分復用多路訪問技術，有效地避免了“碰撞”和“隱藏終端”等問題。

　　D、網絡技術。

　　E、語言支持。

　　F、糾錯技術，其采用的是FEC(前向糾錯)方案。

　　(5)藍牙接口由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作為一種標準總線，可以在不同的工業設備之間架起一座溝通的橋梁，在一條總線上可以接入63個設備。

　　(2)IEEE 1394的特點：

　　A、支持多種總線速度，適應不同應用要求。

　　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、支持點到點通信模式，IEEE 1394是多主總線。

　　E、遵循ANSI IEEE 1212控制及狀態寄存器(CSR)標準，定義了64位的地址空間，可尋址1024條總線的63個節點，每個節點可包含256TB的內存空間。

　　F、支持較遠距離的傳輸。

　　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的協議棧由3層組成：物理層、鏈路層和事務層，例外還有一個管理層。物理層和鏈路層由硬件構成，而事務層主要由軟件實現。

　　A、物理層提供IEEE 1394的電氣和機械接口，功能是重組字節流并將它們發送到目的節點上去。

　　B、鏈路層提供了給事務層確認的數據服務，包括：尋址、數據組幀和數據校驗。

　　C、事務層為應用提供服務。

　　D、管理層定義了一個管理節點所使用的所有協議、服務以及進程。

　　23、電源接口

　　(1)DC-DC轉換器有三種類型：

　　A、線性穩壓器：產生較輸入電壓低的電壓。

　　B、開關穩壓器：能升高電壓、降低電壓或翻轉輸入電壓。

　　C、充電泵：可以升高、降低或翻轉輸入電壓，但電流驅動能力有限。

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

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

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

　　(5)電源通常被認為是整個系統的“心臟”，絕大多數電子設備50%～80%的節能潛力在于電源系統，研制開發新型開關電源是節能的主要舉措之一。

　　(6)降低功耗的設計技術：

　　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，外部設備的選擇也要盡量支持低功耗設計。

　　C、動態調整處理器的時鐘頻率和電壓，在允許的情況下盡量使用低頻率器件。

　　D、利用“節電”工作方式。

　　E、合理處理器件空余引腳：

　　a、大多數數字電路的輸出端在輸出低電平時，其功耗遠遠大于輸出高電平時的功耗，設計時應該注意控制低電平的輸出時間，閑置時使其處于高電平輸出狀態。

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

　　c、ROM或RAM及其他有片選信號的器件，不要將“片選”引腳直接接地，避免器件長期被接通，而應該與“讀/寫”信號結合，只對其進行讀寫操作時才選通。

　　F、實現電源管理，設計外部器件電源控制電路，控制“耗電大戶”的供電情況。