MCU网络接口方案的自由选择

摘要：单片机（微控制器，MCU）的连通性正成为带一个或多个网络接口MCU的附加标准。本文介绍国外带一个或多个网络接口MCU的发展、网络构成、芯片选择、嵌入式无线网络及其应用情况。

    关键词：MCU网络 网络接口 嵌入式系统网络 嵌入式无线网络

微控制器不再工作于隔离状态，从工厂楼层到汽车内部，到处都有分布计算驻留。带双以太网或CAN（控制局域网）总线接口的MCU是很有用的，而这还只是冰山一角。

当今，有各种形式和大小的网络。许多嵌入式系统已有多种网络。随着TCA（电信计算架构）的新进展，其开关结构网络（switch-fabric network）引人注意。它可以是以太网，使用了一对I2C(内部集成电路)总线来支持IPM（综合功率管理）控制器（IPMC），这是架构管理支持的一部分。

今天，虽然获得通信软件相当复杂，但是选择一种与网络匹配的MCU是相当容易的。在多节点或多网络中采用分区（或分块）应用，可以解决耐用性方面的问题。与分布处理器相比，联网还能减少电缆需求，并允许系统由廉价的MCU阵列组成，从而代替一对高性能的处理器。
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    MCU网络覆盖了广泛的嵌入式环境。以太网是最流行的网络，特别是对因特网与局域网的连通。RS-232接口很流行，但它的速度慢，主要用来控制的装置；而应用于网络的网关，则对接口的要求更高。对许多嵌入式设计问题。研发者可选一个或多个合适的网络接口来解决。

1 网络与外设

很多流行的网络接口都是装在MCU上的（见表1和表2所列）。串行接口很流行，它主要用于串行接口设备，但并不支持网络。有些接口执行SLIP（串行链路接口协议）或PPP（点对点协议），通过调制解调器（MODEM）与因特网连接。

表1 连接总线用在MCU网络的情况

总线名称 所占百分比/（%） RS-232 57.5 以太网 39.3 USB（通用串行总线） 20.0 CAN（控制域网络） 17.8 802.11（无线） 7.9 蓝牙（短距离无线） 8.6 火线/1394（高速串行总线） 5.7 专门的 15.8 其它 20.4 无名 4.7

表2 网络接口

接 口 性能说明 传输速度/距离 架  构 协  议 连线数 以太 10/100/1000BaseT局域网（LAN） 10、100、1000Mb/s
100以上 多主机，CSMA/CD IPv4,IPv6,
TPP/IP 4(Cat5)
光 1394b 火线LAN/外设网络 8002400Mb/s
100mUTP（未屏蔽双绞线） 多主机 1394
TCP/IP 6
光 USB 通用串行总线外设网络 12Mb/s sv1.1
480Mb/s sv2,0
25m 主/从 星形
127个设备 USB 4 SPI 串行外设接口设备网络 1Mb/s
5m 主/从 - 3加线地和片选 I2C 内部集成电路设备网络 1000kb/s 标准
400kb/s 快速
3.4Mb/s 高速
10m 主/从
多个主机 - 2加地线 CAN 控制域网络设备网络 1Mb/s 40m
10kb/s 5000m 主/从
多个主机 CANopen 1加地线
差分
光 LIN 局部互连网络设备网络 20kb/s
80m 主/从
16个设备

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