嵌入式系統(tǒng)常用接口規(guī)范
一、引言
嵌入式系統(tǒng)的硬件除了核心的微處理器之外就是外圍器件和接口。接口技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計處于如此重要的位置,是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計師硬件部分的重要考試范圍。目前嵌入式系統(tǒng)中的接口五花百門,每個接口都可以寫成一本厚厚的書。面對內(nèi)容如此之多,范圍如此之廣的考試部分,應(yīng)該怎么樣去復(fù)習(xí)呢?我的指導(dǎo)思想是,把握好每種接口技術(shù)的最基本概念,理解透每個接口的最基本工作原理。
二、接口技術(shù)匯總
1. Flash存儲器
(1)Flash存儲器是一種非易失性存儲器,根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以將其分為NOR Flash和NAND Flash兩種。
(3)NOR Flash的特點:應(yīng)用程序可以直接在閃存內(nèi)運行,不需要再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中運行。NOR Flash的傳輸效率很高,在1MB~4MB的小容量時具有很高的成本效益,但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。
(4)NAND Flash的特點:能夠提高極高的密度單元,可以達到高存儲密度,并且寫入和擦除的速度也很快,這也是為何所有的U盤都使用NAND Flash作為存儲介質(zhì)的原因。應(yīng)用NAND Flash的困難在于閃存需要特殊的系統(tǒng)接口。
(5)NOR Flash與NAND Flash的區(qū)別:
A、NOR Flash的讀速度比NAND Flash稍快一些。
B、NAND Flash的擦除和寫入速度比NOR Flash快很多。
C、NAND Flash的隨機讀取能力差,適合大量數(shù)據(jù)的連續(xù)讀取。
D、NOR Flash帶有SRAM接口,有足夠的地址引進來尋址,可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個字節(jié)。NAND Flash的地址、數(shù)據(jù)和命令共用8位總線(有寫公司的產(chǎn)品使用16位),每次讀寫都要使用復(fù)雜的I/O接口串行地存取數(shù)據(jù)。
E、NOR Flash的容量一般較小,通常在1MB~8MB之間;NAND Flash只用在8MB以上的產(chǎn)品中。因此,NOR Flash只要應(yīng)用在代碼存儲介質(zhì)中,NAND Flash適用于資料存儲。
4、GPIO原理與結(jié)構(gòu)
GPIO是I/O的最基本形式,它是一組輸入引腳或輸出引腳。有些GPIO引腳能夠加以編程改變工作方向,通常有兩個控制寄存器:數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)方向寄存器。數(shù)據(jù)方向寄存器設(shè)置端口的方向。如果將引腳設(shè)置為輸出,那么數(shù)據(jù)寄存器將控制著該引腳狀態(tài)。若將引腳設(shè)置為輸入,則此輸入引腳的狀態(tài)由引腳上的邏輯電路層來實現(xiàn)對它的控制。
5、A/D接口
(1)A/D轉(zhuǎn)換器是把電模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路。實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法有很多,常用的方法有計數(shù)法、雙積分法和逐次逼進法。
(5)A/D轉(zhuǎn)換的重要指標
A、分辨率:反映A/D轉(zhuǎn)換器對輸入微小變化響應(yīng)的能力,通常用數(shù)字輸出最低位(LSB)所對應(yīng)的模擬電壓的電平值表示。n位A/D轉(zhuǎn)換器能反映1/2n滿量程的模擬輸入電平。
B、量程:所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓范圍,分為單極性和雙極性兩種類型。
C、轉(zhuǎn)換時間:完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時間,其倒數(shù)為轉(zhuǎn)換速率。
D、精度:精度與分辨率是兩個不同的概念,即使分辨率很高,也可能由于溫漂、線性度等原因使其精度不夠高。精度有絕對精度和相對精度兩種表示方法。通常用數(shù)字量的最低有效位LSB的分數(shù)值來表示絕對精度,用其模擬電壓滿量程的百分比來表示相對精度。
例如,滿量程10V,10位A/D芯片,若其絕對精度為±1/2LSB,則其最小有效位LSB的量化單位為:10/1024=9.77mv,其絕對精度為9.77mv/2=4.88mv,相對精度為:0.048%。
6、D/A接口基本
(1)D/A轉(zhuǎn)換器使將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。
(2)在集成電路中,通常采用T型網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電流,再由運算放大器將模擬電路轉(zhuǎn)換為模擬電壓。進行D/A轉(zhuǎn)換實際上需要上面的兩個環(huán)節(jié)。關(guān)于T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)和D/A轉(zhuǎn)換具體原理參考《教程》的159頁。
(3)D/A轉(zhuǎn)換器的分類:
A、電壓輸出型:常作為高速D/A轉(zhuǎn)換器。
B、電流輸出型:一般外接運算放大器使用。
C、乘算型:可用作調(diào)制器和使輸入信號數(shù)字化地衰減。
(4)D/A轉(zhuǎn)換器的主要指標:分辨率、建立時間、線性度、轉(zhuǎn)換精度、溫度系數(shù)。
7、鍵盤接口
(1)鍵盤的兩種形式:線性鍵盤和矩陣鍵盤。
(2)識別鍵盤上的閉合鍵通常有兩種方法:行掃描法和行反轉(zhuǎn)法。
(3)行掃描法是矩陣鍵盤按鍵常用的識別方法,此方法分為兩步進行:
A、識別鍵盤哪一列的鍵被按下:讓所有行線均為低電平,查詢各列線電平是否為低,如果有列線為低,則說明該列有按鍵被按下,否則說明無按鍵按下。
B、如果某列有按鍵按下,識別鍵盤是哪一行按下:逐行置低電平,并置其余各行為高電平,查詢各列的變化,如果列電平變?yōu)榈碗娖?,則可確定此行此列交叉點處按鍵被按下。
8、顯示接口
(1)LCD的基本原理是,通過給不同的液晶單元供電,控制其光線的通過與否,從而達到顯示的目的。
(2)LCD的光源提供方式有兩種:投射式和反射式。筆記本電腦的LCD顯示器為投射式,屏的背后有一個光源,因此外界環(huán)境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD為反射式,需要外界提供電源,靠反射光來工作。電致發(fā)光(EL)是液晶屏提供光源的一種方式。
(3)按照液晶驅(qū)動方式分類,常見的LCD可以分為三類:扭轉(zhuǎn)向列類(TN)、超扭曲向列型(STN)和薄膜晶體管型(TFT)。
(4)市面上出售的LCD有兩種類型:帶有驅(qū)動電路的LCD顯示模塊,只要總線方式驅(qū)動;沒有驅(qū)動電路的LCD顯示器,使用控制器掃描方式。
(5)通常,LCD控制器工作的時候,通過DMA請求總線,直接通過SDRAM控制器讀取SDRAM中指定地址(顯示緩沖區(qū))的數(shù)據(jù),此數(shù)據(jù)經(jīng)過LCD控制器轉(zhuǎn)換成液晶屏掃描數(shù)據(jù)格式,直接驅(qū)動液晶顯示器。
(6)VGA接口本質(zhì)上是一個模擬接口,一般都采用統(tǒng)一的15引腳接口,包括2個NC信號、3根顯示器數(shù)據(jù)總線、5個GND信號、3個RGB色彩分量、1個行同步信號和1個場同步信號。其色彩分量采用的電平標準為EIA定義的RS343標準。
9、觸摸屏接口
(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)換后由揚聲器輸出。[!--empirenews.page--]
(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)字音頻壓縮標準(AC3):數(shù)字TV、HDTV和電影數(shù)字音頻編碼標準,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。
11、串行接口
(1)串行通信是指,使數(shù)據(jù)一位一位地進行傳輸而實現(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,特別適合遠距離傳送;缺點使速度慢。
(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聚集成一字符塊后,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。
(5)RS-232C的電氣特性:負邏輯。
A、在TxD和RxD上:邏輯1為-3V~-15V,邏輯0為3V~15V。
(6)TTL標準與RS-232C標準之間的電平轉(zhuǎn)換利用集成芯片RS232實現(xiàn)。
(7)RS-422串行通信接口
A、RS-422是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范,傳輸速率可達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。
12、并行接口
(1)并行接口的數(shù)據(jù)傳輸率比串行接口快8倍,標準并行接口的數(shù)據(jù)傳輸率為1Mb/s,一般用來連接打印機、掃描儀等,所以又稱打印口。
(2)并行接口可以分為SPP(標準并口)、EPP(增強型并口)和ECP(擴展型并口)。
(3)并行總線分為標準和非標準兩類。常用的并行標準總線有IEEE 488總線和ANSI SCSI總線。MXI總線是一種高性能非標準的通用多用戶并行總線。
13、PCI接口
(1)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構(gòu)。
(2)從數(shù)據(jù)寬度上看,PCI定義了32位數(shù)據(jù)總線,且可擴展為64位。從總線速度上分,有33MHz和66MHz兩種。
(3)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:
A、使用簡單,即插即用。
B、每個USB系統(tǒng)中都有主機,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、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)通過由主機調(diào)度的、基于令牌的協(xié)議來共享USB帶寬。
9)USB設(shè)備最大的特點是即插即用。
(10)工作原理:USB設(shè)備插入USB端點時,主機都通過默認地址0與設(shè)備的端點0進行通信。在這個過程中,主機發(fā)出一系列試圖得到描述符的標準請求,通過這些請求,主機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,而不再使用默認地址0。
15、SPI接口
(1)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行同步化。
(2)在多個設(shè)備連接到主機的同一個SPI接口時,主機通過從設(shè)備的片選引腳來選擇。
(3)SPI主要使用4個信號:主機輸出/從機輸入(MOSI),主機輸入/從機輸出(MISO)、串行時鐘SCLK和外設(shè)片選CS。
(4)主機和外設(shè)都包含一個串行移位寄存器,主機通過向它的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,這樣,兩個移位寄存器中的內(nèi)容就被交換了。
(5)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。
(6)如果只是進行寫操作,主機只需忽略收到的字節(jié);反過來,如果主機要讀取外設(shè)的一個字節(jié),就必須發(fā)送一個空字節(jié)來引發(fā)從機的傳輸。
16、IIC接口
(1)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總線。
(2)IIC總線上需要兩條線:串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時鐘線SCL。
(3)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)。
(4)IIC總線有4種操作模式:主發(fā)送、主接收、從發(fā)送、從接收。
(5)IIC在傳送數(shù)據(jù)過程中共有3種類型信號:
A、開始信號:SCL為低電平時,SDA由高向低跳變。[!--empirenews.page--]
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)出特點的低電平。
(6)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,表示要進行一個寫操作,如果為1,表示要進行一個讀操作。
(9)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)榈碗娖剑又鳶CL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
(1)最常用的以太網(wǎng)協(xié)議是IEEE802.3標準。
(2)傳輸編碼: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)?ldquo;0”,無跳變?yōu)?ldquo;1”。(詳見《教程》200頁)。
(3)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。
(4)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點:
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)卡地址由專門機構(gòu)分配。
(5)嵌入式以太網(wǎng)接口有兩種實現(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。
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,實際應(yīng)用中節(jié)點數(shù)據(jù)受網(wǎng)絡(luò)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(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。
(3)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)。
(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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)場、CRC場、ACK場和幀結(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)字數(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。
(2)DSL技術(shù)主要分為對稱和非對稱兩大類。
(3)對成xDSL更適合于企業(yè)點對點連接應(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。
(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方向上速率不對稱的寬帶信息業(yè)務(wù)。
(5)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
(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,是計算機網(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的標準: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)標準。
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(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)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(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:對等網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
21、藍牙接口
(1)藍牙技術(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)備的主機之間近距離內(nèi)實現(xiàn)無縫的資源共享。
(2)藍牙技術(shù)的實質(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準。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現(xiàn)全雙工傳輸,其理想的連接范圍為10cm~10m。
(3)藍牙基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的結(jié)合。
(4)藍牙技術(shù)特點:
A、傳輸距離短,工作距離在10m以內(nèi)。[!--empirenews.page--]
B、采用跳頻擴頻技術(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。
(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(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。
(2)IEEE 1394的特點:
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、支持點到點通信模式,IEEE 1394是多主總線。
E、遵循ANSI IEEE 1212控制及狀態(tài)寄存器(CSR)標準,定義了64位的地址空間,可尋址1024條總線的63個節(jié)點,每個節(jié)點可包含256TB的內(nèi)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(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)層主要由軟件實現(xiàn)。
A、物理層提供IEEE 1394的電氣和機械接口,功能是重組字節(jié)流并將它們發(fā)送到目的節(jié)點上去。
B、鏈路層提供了給事務(wù)層確認的數(shù)據(jù)服務(wù),包括:尋址、數(shù)據(jù)組幀和數(shù)據(jù)校驗。
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)點所使用的所有協(xié)議、服務(wù)以及進程。
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)動能力有限。
(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。
(5)電源通常被認為是整個系統(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。
(6)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,其功耗遠遠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,避免器件長期被接通,而應(yīng)該與“讀/寫”信號結(jié)合,只對其進行讀寫操作時才選通。
F、實現(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。