詳解嵌入式系統(tǒng)知識和接口技術(shù)總結(jié)
9、觸摸屏接口
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201712/373674.htm(1)按工作原理分,觸摸屏可以分為:表面聲波屏、電容屏、電阻屏和紅外屏幾種。
(2)觸摸屏的控制采用專業(yè)芯片,例如ADS7843。
10、音頻接口
(1)基本原理:麥克風(fēng)輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)音頻編解碼器解碼完成A/D轉(zhuǎn)換,解碼后的音頻數(shù)據(jù)通過音頻控制器送入DSP或CPU進(jìn)行相應(yīng)的處理,然后數(shù)據(jù)經(jīng)音頻控制器發(fā)送給音頻編碼器,經(jīng)編碼D/A轉(zhuǎn)換后由揚(yáng)聲器輸出。
(2)數(shù)字音頻的格式有多種,最常用的是下面三種:
A、采用數(shù)字音頻(PCM):是CD或DVD采用的數(shù)據(jù)格式。其采樣頻率為44.1kHz。精度為16位時,PCM音頻數(shù)據(jù)速率為1.41Mb/s;精度為32位時為2.42 Mb/s。一張700MB的CD可以保存大約60分鐘的16位PCM數(shù)據(jù)格式的音樂。
B、MPEG層3音頻(MP3):MP3播放器采用的音頻格式。立體聲MP3數(shù)據(jù)速率為112kb/s至128kb/s。
C、ATSC數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)(AC3):數(shù)字TV、HDTV和電影數(shù)字音頻編碼標(biāo)準(zhǔn),立體聲AC3編碼后的數(shù)據(jù)速率為192kb/s。
(3)IIS是音頻數(shù)據(jù)的編碼或解碼常用的串行音頻數(shù)字接口。IIS總線只處理聲音數(shù)據(jù),其他控制信號等則需要單獨(dú)傳輸。IIS使用了3根串行總線:數(shù)據(jù)線SD、字段選擇線WS、時鐘信號線SCK。
(4)當(dāng)接收方和發(fā)送方的數(shù)據(jù)字段寬度不一樣時,發(fā)送方不考慮接收方的數(shù)據(jù)字段寬度。如果發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)字段小于系統(tǒng)字段寬度,就在低位補(bǔ)0;如果發(fā)送方的數(shù)據(jù)寬度大于接收方的寬度,則超過LSB的部分被截斷。字段選擇WS用來選擇左右聲道,WS=0表示選擇左聲道;WS=1表示選擇右聲道。此外,WS能讓接收設(shè)備存儲前一個字節(jié),并準(zhǔn)備接收下一個字節(jié)。
11、串行接口
(1)串行通信是指,使數(shù)據(jù)一位一位地進(jìn)行傳輸而實(shí)現(xiàn)的通信。與并行通信相比,串行通信具有傳輸線少、成本低等優(yōu)點(diǎn),特別適合遠(yuǎn)距離傳送;缺點(diǎn)使速度慢。
(2)串行數(shù)據(jù)傳送有3種基本的通信模式:單工、半雙工、全雙工。
(3)串行通信在信息格式上可以分為2種方式:同步通信和異步通信。
A、異步傳輸:把每個字符當(dāng)作獨(dú)立的信息來傳輸,并按照一固定且預(yù)定的時序傳送,但在字符之間卻取決于字符與字符的任意時序。異步通信時,字符是一幀一幀傳送的,每幀字符的傳送靠起始位來同步。一幀數(shù)據(jù)的各個代碼間間隔是固定的,而相鄰兩幀數(shù)據(jù)其時間間隔是不固定的。
B、同步傳輸:同步方式不僅在字符之間是同步的,而且在字符與字符之間的時序仍然是同步的,即同步方式是將許多字符******成一字符塊后,在每塊信息之前要加上1~2個同步字符,字符塊之后再加入適當(dāng)?shù)腻e誤檢測數(shù)據(jù)才傳送出去。
(4)異步通信必須遵循3項(xiàng)規(guī)定:
A、字符格式:起始位+數(shù)據(jù)+校驗(yàn)位+停止位(檢驗(yàn)位可無),低位先傳送。
B、波特率:每秒傳送的位數(shù)。
C、校驗(yàn)位:奇偶檢驗(yàn)。a、奇校驗(yàn):要使字符加上校驗(yàn)位有奇數(shù)個“1”。b、偶檢驗(yàn):要使字符加上校驗(yàn)位有偶數(shù)個“1”。
(5)RS-232C的電氣特性:負(fù)邏輯。
A、在TxD和RxD上:邏輯1為-3V~-15V,邏輯0為3V~15V。
B、在TES、CTS、DTR、DCD等控制線上:信號有效(ON狀態(tài))為3V~15V、信號無效(OFF狀態(tài))為-3V~-15V
(6)TTL標(biāo)準(zhǔn)與RS-232C標(biāo)準(zhǔn)之間的電平轉(zhuǎn)換利用集成芯片RS232實(shí)現(xiàn)。
(7)RS-422串行通信接口
A、RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范,傳輸速率可達(dá)10Mb/s。
B、RS-422采用差分傳輸方式,也稱做平衡傳輸,使用一對雙絞線。
C、RS-422需要一終端電阻,要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。
(8)RS-485串行總線接口
A、RS-485是在RS-422的基礎(chǔ)上建立的標(biāo)準(zhǔn),增加了多點(diǎn)、雙向通信能力,通信距離可為幾十米到上千米。
B、RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收,具有抑制共模干擾的能力。
C、RS-485需要兩個終端電阻。在近距離(300m一下)傳輸可不需要終端電阻。
12、并行接口
并行接口的數(shù)據(jù)傳輸率比串行接口快8倍,標(biāo)準(zhǔn)并行接口的數(shù)據(jù)傳輸率為1Mb/s,一般用來連接打印機(jī)、掃描儀等,所以又稱打印口。
并行接口可以分為SPP(標(biāo)準(zhǔn)并口)、EPP(增強(qiáng)型并口)和ECP(擴(kuò)展型并口)。
并行總線分為標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)兩類。常用的并行標(biāo)準(zhǔn)總線有IEEE 488總線和ANSI SCSI總線。MXI總線是一種高性能非標(biāo)準(zhǔn)的通用多用戶并行總線。
13、PCI接口
PCI總線是地址、數(shù)據(jù)多路復(fù)用的高性能32位和64位總線,是微處理器與外圍控制部件、外圍附加板之間的互連機(jī)構(gòu)。
從數(shù)據(jù)寬度上看,PCI定義了32位數(shù)據(jù)總線,且可擴(kuò)展為64位。從總線速度上分,有33MHz和66MHz兩種。
與ISA總線相比,PCI總線的地址總線與數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用,支持即插即用、中斷共享等功能。
14、USB接口
(1)USB總線的主要特點(diǎn):
A、使用簡單,即插即用。
B、每個USB系統(tǒng)中都有主機(jī),這個USB網(wǎng)絡(luò)中最多可以連接127個設(shè)備。
C、應(yīng)用范圍廣,支持多個設(shè)備同時操作。
D、低成本的電纜和連接器,使用統(tǒng)一的4引腳插頭。
E、較強(qiáng)的糾錯能力。
F、較低的協(xié)議開銷帶來了高的總線性能,且適合于低成本外設(shè)的開發(fā)。
G、支持主機(jī)與設(shè)備之間的多數(shù)據(jù)流和多消息流傳輸,且支持同步和異步傳輸類型。
H、總線供電,能為設(shè)備提供5V/100mA的供電。
(2)USB系統(tǒng)由3部分來描述:USB主機(jī)、USB設(shè)備和USB互連。
(3)USB總線支持的數(shù)據(jù)傳輸率有3種:高速信令位傳輸率為480Mb/s;全速信令位傳輸率為12Mb/s;全速信令位傳輸率為1.5Mb/s。
(4)USB總線電纜有4根線:一對雙絞信號線和一對電源線。
(5)USB是一種查詢總線,由主控制器啟動所有的數(shù)據(jù)傳輸。USB上所掛接的外設(shè)通過由主機(jī)調(diào)度的、基于令牌的協(xié)議來共享USB帶寬。
(6)大部分總線事務(wù)涉及3個包的傳輸:
A、令牌包:指示總線上要執(zhí)行什么事務(wù),欲尋址的USB設(shè)備及數(shù)據(jù)傳送方向。
B、數(shù)據(jù)包:傳輸數(shù)據(jù)或指示它沒有數(shù)據(jù)要傳輸。
C、握手包:指示傳輸是否成功。
(7)主機(jī)與設(shè)備端點(diǎn)之間的USB數(shù)據(jù)傳輸模型被稱作管道。管道有兩種類型:流和消息。消息數(shù)據(jù)具有USB定義的結(jié)構(gòu),而數(shù)據(jù)流沒有。
(8)事務(wù)調(diào)度表允許對某些流管道進(jìn)行流量控制,在硬件級,通過使用NAK(否認(rèn))握手信號來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸率,以防止緩沖區(qū)上溢或下溢產(chǎn)生。
(9)USB設(shè)備最大的特點(diǎn)是即插即用。
(10)工作原理:USB設(shè)備插入USB端點(diǎn)時,主機(jī)都通過默認(rèn)地址0與設(shè)備的端點(diǎn)0進(jìn)行通信。在這個過程中,主機(jī)發(fā)出一系列試圖得到描述符的標(biāo)準(zhǔn)請求,通過這些請求,主機(jī)得到所有感興趣的設(shè)備信息,從而知道了設(shè)備的情況以及該如何與設(shè)備通信。
隨后主機(jī)通過發(fā)出Set Address請求為設(shè)備設(shè)置一個唯一的地址。以后主機(jī)就通過為設(shè)備設(shè)置好的地址與設(shè)備通信,而不再使用默認(rèn)地址0。
15、SPI接口
SPI是一個同步協(xié)議接口,所有的傳輸都參照一個共同的時鐘,這個同步時鐘有主機(jī)產(chǎn)生,接收數(shù)據(jù)的外設(shè)使用時鐘來對串行比特流的接收進(jìn)行同步化。
在多個設(shè)備連接到主機(jī)的同一個SPI接口時,主機(jī)通過從設(shè)備的片選引腳來選擇。
SPI主要使用4個信號:主機(jī)輸出/從機(jī)輸入(MOSI),主機(jī)輸入/從機(jī)輸出(MISO)、串行時鐘SCLK和外設(shè)片選CS。
主機(jī)和外設(shè)都包含一個串行移位寄存器,主機(jī)通過向它的SPI串行寄存器寫入一個字節(jié)來發(fā)起一次數(shù)據(jù)傳輸。寄存器通過MOSI信號線將字節(jié)傳送給外設(shè),外設(shè)也將自己移位寄存器中的內(nèi)容通過MISO信號線返回給主機(jī),這樣,兩個移位寄存器中的內(nèi)容就被交換了。
外設(shè)的寫操作和讀操作時同步完成的,因此SPI成為一個很有效的協(xié)議。
如果只是進(jìn)行寫操作,主機(jī)只需忽略收到的字節(jié);反過來,如果主機(jī)要讀取外設(shè)的一個字節(jié),就必須發(fā)送一個空字節(jié)來引發(fā)從機(jī)的傳輸。
16、IIC接口
IIC總線是具備總線仲裁和高低速設(shè)備同步等功能的高性能多主機(jī)總線。
IIC總線上需要兩條線:串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時鐘線SCL。
總線上的每個器件都有唯一的地址以供識別,而且各器件都可以作為一個發(fā)送器或者接收器(由器件的功能決定)。
IIC總線有4種操作模式:主發(fā)送、主接收、從發(fā)送、從接收。
IIC在傳送數(shù)據(jù)過程******有3種類型信號:
A、開始信號:SCL為低電平時,SDA由高向低跳變。
B、結(jié)束信號:SCL為低電平時,SDA由低向高跳變。
C、應(yīng)答信號:接收方在收到8位數(shù)據(jù)后,在第9個脈沖向發(fā)送方發(fā)出特點(diǎn)的低電平。
主器件發(fā)送一個開始信號后,它還會立即送出一個從地址,來通知將與它進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的從器件。1個字節(jié)的地址包括7位地址信息和1位傳輸方向指示位,如果第7位為0,表示要進(jìn)行一個寫操作,如果為1,表示要進(jìn)行一個讀操作。
SDA線上傳輸?shù)拿總€字節(jié)長度都是8位,每次傳輸種字節(jié)的數(shù)量沒有限制的。在開始信號后面的第一個字節(jié)是地址域,之后每個傳輸字節(jié)后面都有一個應(yīng)答位(ACK),傳輸中串行數(shù)據(jù)的MSB(字節(jié)高位)首先發(fā)送。
如果數(shù)據(jù)接收方無法再接收更多的數(shù)據(jù),它可以通過將SCL保持低電平來中斷傳輸,這樣可以迫使數(shù)據(jù)發(fā)送方等待,直到SCL被重新釋放。這樣可以達(dá)到高低速設(shè)備同步。
IIC總線的工作過程:SDA和SCL都是雙向的??臻e的時候,SDA和SCL都是高電平,只有SDA變?yōu)榈碗娖?,接著SCL再變?yōu)榈碗娖?,IIC總線的數(shù)據(jù)傳輸才開始。SDA線上被傳輸?shù)拿恳晃辉赟CL的上升沿被采樣,該位必須一直保持有效到SCL再次變?yōu)榈碗娖?,然后SDA就在SCL再次變?yōu)楦唠娖街皞鬏斚乱粋€位。最后,SCL變回高電平,接著SDA也變?yōu)楦唠娖?,表示?shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
17、以太網(wǎng)接口
最常用的以太網(wǎng)協(xié)議是IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。
傳輸編碼(06和07年都有******):曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。
A、曼徹斯特編碼:每位中間有一個電平跳變,從高到底的跳變表示“0”,從低到高的跳變表示為“1”。
B、差分曼徹斯特編碼:每位中間有一個電平跳變,利用每個碼元開始時有無跳變來表示“0”或“1”,有跳變?yōu)椤?”,無跳變?yōu)椤?”。
相比之下,曼徹斯特編碼編碼簡單,差分曼徹斯特編碼提供更好的噪聲抑制性能。
以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn):
A、所有數(shù)據(jù)位的傳輸由低位開始,傳輸?shù)奈涣鲿r用曼徹斯特編碼。
B、以太網(wǎng)是基于沖突檢測的總線復(fù)用方法,由硬件自動執(zhí)行。
C、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度,目的地址DA+源地址SA+類型字段TYPE+數(shù)據(jù)段DATA+填充位PAD,最小為60B,最大為1514B。
D、通常以太網(wǎng)卡可以接收3種地址的數(shù)據(jù):廣播地址、多播地址、自己的地址。
E、任何兩個網(wǎng)卡的物理地址都不一樣,是世界上唯一的,網(wǎng)卡地址由專門機(jī)構(gòu)分配。
嵌入式以太網(wǎng)接口有兩種實(shí)現(xiàn)方法:
A、嵌入式處理器+網(wǎng)卡芯片(例如:RTL8019AS、CS8900等)
B、帶有以太網(wǎng)接口的處理器。
TCP/IP是一個分層協(xié)議,分為:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。每層實(shí)現(xiàn)一個明確的功能,對應(yīng)一個或幾個傳輸協(xié)議,每層相對于它的下層都作為一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)包來實(shí)現(xiàn)。每層上的協(xié)議如下:
A、應(yīng)用層:BSD套接字。
B、傳輸層:TCP、UDP。
C、網(wǎng)絡(luò)層:IP、ARP、ICMP、IGMP
D、數(shù)據(jù)鏈路層:IEEE802.3 Ethernet MAC
E、物理層:二進(jìn)制比特流。
ARP(地址解析協(xié)議)
A、網(wǎng)絡(luò)層用32位的地址來標(biāo)識不同的主機(jī)(即IP地址),而鏈路層使用48位的物理地址(MAC)來標(biāo)識不同的以太網(wǎng)或令牌網(wǎng)接口。
B、ARP功能:實(shí)現(xiàn)從IP地址到對應(yīng)物理地址的轉(zhuǎn)換。
ICMP(網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議)
A、IP層用它來與其他主機(jī)或路由器交換錯誤報文和其他重要控制信息。
B、ICMP報文是在IP數(shù)據(jù)包內(nèi)被傳輸?shù)摹?/p>
C、網(wǎng)絡(luò)診斷工具ping和traceroute其實(shí)就是ICMP協(xié)議。
IP(網(wǎng)際協(xié)議)
A、IP工作在網(wǎng)絡(luò)層,是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議。
B、所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)包格式傳輸。
C、TTL(生存時間字段):指定了IP數(shù)據(jù)包的生存時間(數(shù)據(jù)包可以經(jīng)過的路由器數(shù))。
D、IP提供不可靠、無連接的數(shù)據(jù)包傳送服務(wù),高效、靈活。a、不可靠:它不能保證數(shù)據(jù)包能成功到達(dá)目的地,任何要求的可靠性必須由上層來提供(如TCP)。如果發(fā)生某種錯誤,IP有一個簡單的錯誤處理算法--丟棄該數(shù)據(jù)包,然后發(fā)送ICMP消息報給信源端。b、無連接:IP不維護(hù)任何關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)包的狀態(tài)信息。每個數(shù)據(jù)包的處理都是相互獨(dú)立的。IP數(shù)據(jù)包可以不按順序接收,
(10)TCP(傳輸控制協(xié)議)
TCP協(xié)議是一個面向連接的可靠的傳輸層協(xié)議,它為兩臺主機(jī)提供高可靠性的端到端數(shù)據(jù)通信。
(11)UDP(用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)
UDP協(xié)議是一種無連接不可靠的傳輸層協(xié)議,它不保證數(shù)據(jù)包能到達(dá)目的地,可靠性有應(yīng)用層來提供。UDP協(xié)議開銷少,和TCP相比更適合于應(yīng)用在低端的嵌入式領(lǐng)域中。
(12)端口:TCP和UDP采用16位端口號來識別上層的用戶,即應(yīng)用層協(xié)議,例如FTP服務(wù)的TCP端口號都是21,Telnet服務(wù)的TCP端口號都是23,TFTP服務(wù)的UDP端口號都是69。
18、CAN總線接口
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。
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(tài)是均為2.5V左右,此時狀態(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,通常電壓值為CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。
當(dāng)“顯性”和“隱性”位同時發(fā)送的時候,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)。
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。
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、控制場、數(shù)據(jù)場、CRC場、ACK場和幀結(jié)束。
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
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)字信號高頻帶寬較寬的特性直接采用數(shù)字信號傳輸,省去中間的A/D轉(zhuǎn)換,突破了模擬信號傳輸極限速率為56KB/s的閑置。
DSL技術(shù)主要分為對稱和非對稱兩大類。
對成xDSL更適合于企業(yè)點(diǎn)對點(diǎn)連接應(yīng)用,例如文件傳輸、視頻會議等收發(fā)數(shù)據(jù)量大致相同的工作。
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方向上速率不對稱的寬帶信息業(yè)務(wù)。
ADSL在一對電話線上同時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
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。
WLAN的標(biāo)準(zhǔn):主要是針對物理層和媒質(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。
WLAN有兩種網(wǎng)絡(luò)類型:對等網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
21、藍(lán)牙接口
藍(lán)牙技術(shù)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(shè)備的主機(jī)之間近距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)無縫的資源共享。
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。
藍(lán)牙基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的結(jié)合。
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、糾錯技術(shù),其采用的是FEC(前向糾錯)方案。
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
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個設(shè)備。
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個節(jié)點(diǎn),每個節(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。
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
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)動能力有限。
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),這個電流來自輸入電流。靜態(tài)電流越大,穩(wěn)壓器功耗越大。
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脈沖波形干擾。
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鐘速率上執(zhí)行代碼,而不是先以最高的時鐘速率執(zhí)行代碼然后再轉(zhuǎn)為空閑休眠。
電源通常被認(rèn)為是整個系統(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。
降低功耗的設(shè)計技術(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。
C、動態(tài)調(diào)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(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,其功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸出高電平時的功耗,設(shè)計時應(yīng)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(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及其他有片選信號的器件,不要將“片選”引腳直接接地,避免器件長F、實(shí)現(xiàn)電源管理,設(shè)計外部器件電源控制電路,控制“耗電大戶”的供電情況。
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