智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開發(fā)中的硬件設(shè)計(jì)
摘要：從理解產(chǎn)品要求和設(shè)計(jì)局限出發(fā)，講述智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信部件和協(xié)議。通過(guò)全盤考慮存儲(chǔ)器執(zhí)行訪問(wèn)速度、網(wǎng)絡(luò)、重啟各種因素對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的影響，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成功率。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 100Base-T MBPS RTOS
引言
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了與傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全然不同的挑占。其中包括從處理器和存儲(chǔ)器的選擇到產(chǎn)品環(huán)境的考慮。在理解產(chǎn)品設(shè)計(jì)的許多復(fù)雜方面和影響后，呵以直接提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)成功的幾率，對(duì)于設(shè)計(jì)者，僅僅了解需要什么部件來(lái)完成一個(gè)設(shè)計(jì)是不夠的，還要考慮部件之間如何交互、何種要素會(huì)帶來(lái)影響和設(shè)計(jì)的產(chǎn)品將在何種環(huán)境中運(yùn)行等問(wèn)題。
本文試圖用合適的視角來(lái)盾待這些問(wèn)題，為設(shè)計(jì)工程師們提供指導(dǎo)和幫助，從所有的層面上幫助它們?yōu)榻窈蟮脑O(shè)計(jì)項(xiàng)目做更好的準(zhǔn)備。
1 理解產(chǎn)品要求和設(shè)計(jì)局限
在創(chuàng)造一個(gè)智能的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備時(shí)，第一步是要理解這個(gè)嵌入式產(chǎn)品本身內(nèi)含的規(guī)格要求，大同小異不僅僅是產(chǎn)品的功能要求。基本的元素，如處理器類型，會(huì)對(duì)吞吐量、可裁剪性和開發(fā)周期的長(zhǎng)短產(chǎn)生廣泛的影響。這一點(diǎn)一定在事先就了然于胸。同樣重要的成本，因?yàn)槎鄶?shù)嵌入式產(chǎn)品對(duì)成本是敏感的。因此，材料清單的成本需要比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)低很多。典型的具有以太網(wǎng)能力的嵌入式產(chǎn)品生產(chǎn)的材料清單的花費(fèi)為$45～$100元。這些限制要求對(duì)性價(jià)比做很好的分析。
對(duì)于串口、USB、I2C接口的設(shè)計(jì)決定也會(huì)對(duì)性價(jià)比產(chǎn)生影響。找到帶集成接口的處理器并不難，比如帶以太網(wǎng)口、串口、USB及其它接口。在合適的價(jià)位找到這樣的處理器，并且還能提供產(chǎn)品的可裁剪性，就不那么容易了。
還有2個(gè)重要的事項(xiàng)有時(shí)會(huì)被忽略，就是電源要求和溫度潿。如果產(chǎn)品是電池供電，要考慮系統(tǒng)所有部件的電流消耗；如果產(chǎn)品本身要求滿足工業(yè)級(jí)溫度要求，那么這個(gè)盒子中的所有部件都要是工業(yè)級(jí)的。最后一點(diǎn)，由于本文的焦點(diǎn)在硬件，需要記住，產(chǎn)品可裁剪性取決于軟件。
除了辨別一個(gè)產(chǎn)品的功能要求外，對(duì)于該產(chǎn)品功能環(huán)境的理解也同樣重要。這個(gè)產(chǎn)品將在何處度過(guò)它的整個(gè)生命周期，那里的環(huán)境是否有特殊性？這樣的問(wèn)題，設(shè)計(jì)者可以利用環(huán)境的先天優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為最壞的情形做打算。如考慮暴露情況、環(huán)境污梁情況、溫度極限和更多的將影響性能和潛在的生命周期的情況。
人機(jī)交互同樣是重要因素。如程序改動(dòng)的頻繁度、產(chǎn)品可能維護(hù)計(jì)劃等。一定要關(guān)注技術(shù)環(huán)境。比如，如果一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接到一個(gè)局域網(wǎng)上，相關(guān)的信息流量會(huì)如何影響周圍的設(shè)備？如果該產(chǎn)品是一個(gè)串口到以太網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，只負(fù)責(zé)從串口得到數(shù)據(jù)然后將它轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)包，反之亦然，那么不僅要考慮最大的數(shù)據(jù)延時(shí)允許網(wǎng)包，還要考慮有多少數(shù)據(jù)要傳送。雖然延時(shí)對(duì)許多應(yīng)用不是一個(gè)主要考慮因素（如當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品只是不時(shí)地收集數(shù)據(jù)，定期地被取走），但在一些應(yīng)用中，延時(shí)是以太網(wǎng)
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