| 單片機已經(jīng)是無處不在,特別是智能家電和信息家電,更是人們日常生活離不開的。它們有沒有必要接入Internet網(wǎng)？這正是當前先行者們熱衷的話題。但是,畢竟各有各的想法。作為單片機生產廠家,已經(jīng)在積極探討上網(wǎng)的途徑。
單片機發(fā)展了20多年,從4位、8位、16位,到現(xiàn)在,業(yè)已能夠生產32 /64位高檔的單片機。高檔的單片機,無論從它們的速度和片上功能來說,足可支持直接上網(wǎng),如最新式的手機和數(shù)碼相機。當然,它們的價格都不菲。
問題出在那些鋪天蓋地、深入日常生活的智能家用電器和小型攜帶的信息家電,潛入于它們的單片機多是8位和16位的,甚至依然還大量存在著4位機。就這些家電的主要功能而言,4/8/16位是夠用的,如果僅僅是為要上Internet網(wǎng),而硬要改用32位機,首先在價格上是用戶所不能接受的。電腦芯片的市場情況證明了這一點： PC機的CPU產量20年來僅是單片機的1%;16位單片機盡管單價高于8位機,但是每年的銷售額卻只占8位機的2~3分之一;32位機每年的產量增長總是最快,但是絕對產量依然是8位單片機持續(xù)遙遙領先。所以,單片機上Internet網(wǎng)一定要兼顧高檔機和以8位機為中心的一般單片機上網(wǎng)的可行方案。
下面先探討一下單片機接入Internet網(wǎng)的必要性究竟有多大,然后再討論上網(wǎng)的可能方案。
上Internet的必要性有多大？
這里主要談智能家電和信息家電。目前,實際上人們正處于探討和挖掘階段,如果一些設想能夠得到大眾的認同,就會興起;認同的人越來越多,甚至會轉化為生活方式;認同的人越來越少,就會自行消失。在家用方面,最早聽說的是微波爐見料自動找出具體烹飪指南,并控溫、控時,直到美味菜肴完成。也就是說,超級市場買來的速凍包裝菜料,包裝印有品名代碼及查詢網(wǎng)址,微波爐讀入后,隨即上網(wǎng)下載本品的具體加工數(shù)據(jù)進入微波爐單片機的存儲器,供單片機自動控制微波爐加工完成。其實,我看一般的菜就不必了,只要不用去法國大菜館,上網(wǎng)微波爐就能做出那里飯館的特色菜,我情愿花這樣的上網(wǎng)費和去買這樣的微波爐來用。同樣,對于上網(wǎng)洗衣機,能夠不用我去洗染店就能如洗染店工作流程一樣,幫我洗絲綢、毛料和簡單的染,我情愿花上網(wǎng)費去買這樣的洗衣機來用,因為我現(xiàn)在自己干這些事干不好。再有,對于上網(wǎng)空調,能夠不用等壞了再費神找修理,而能定期自動完成預防性維修,甚至進行性能更新,并留下紀錄,那么我情愿花上網(wǎng)費去買這樣的空調來用。還有,上網(wǎng)電視機、上網(wǎng)收錄機,能夠不用花費太多就能馬上看到、聽到世界主要城市當時上演的視聽節(jié)目,我情愿花上網(wǎng)費去并購買這樣的電視機、收錄機來用。別看現(xiàn)在說來象是“癡人說夢”,也許不用多久竟然“夢想成真”。那時,我們的生活質量有誰能說不是上了一個層次呢！
上網(wǎng)的可能方案
臺式機慣常的上網(wǎng)做法可以借鑒,例如,在計算機串行通信口或USB口上接入Modem（調制解調器）憑借電話線,通過電信局安裝于Internet網(wǎng)內的服務器進網(wǎng);或者在計算機上安裝Ethernet網(wǎng)卡經(jīng)局域網(wǎng)進網(wǎng)。臺式機的上網(wǎng),無論哪種方案都少不了直接或間接來自Internet網(wǎng),接到臺式機的導線、電纜、或光纖。每個家庭都有不少智能家電,光是蜘蛛網(wǎng)式的拉線就夠煩人的了,更何況信息家電多是手持式的隨人或隨車船移動的,任何連線都是不可行的。所以無線接入就倍受青睞。下面從有線到無線介紹高檔和一般單片機的Internet接入方案。
32位嵌入式計算機
32位嵌入式計算機（即高檔單片機）因其本機性能和速度足夠,采用設備本身功能和網(wǎng)上Web瀏覽器功能一片到位的集成方案,并追求體型小巧,電池供電,滿足攜帶的方便。這類產品上網(wǎng)軟件多模仿臺式機的相關軟件加以模塊化,用時根據(jù)需要選用。就模塊而言,它們一般有：e-Mail模塊、Web Browser模塊、HTML Parser、HTTP、PPP、 SMTP、UDP、POP、FTP、ICTP、TCP/IP等以及一些輔助模塊。輔助模塊有：嵌入式Java模塊、加密模塊（SSL）、音頻/視頻模塊等等。Access Systems America公司為富士通微電子公司研制了一個名為NetFront的Web瀏覽器,用在富士通32位RISC結構的MB91101單片機上。NetFront所占內存小到僅有220kB。
8 /16位單片機
針對8 /16位單片機接入Internet網(wǎng)的方案,已有許多嘗試。
Phar Lap 公司把正常Web服務器軟件中的智能部分和網(wǎng)絡部分,盡量移出存儲器不足的單片機,放在處于Internet網(wǎng)中的所謂胖客戶機上,那里的存儲器很大,使用時,通過遠程調用,使用以DDL形式放在那里的庫函數(shù),從而把服務器軟件減到25kB,稱為Micro Web Server;與此同時,再將網(wǎng)絡部分精簡到二百多kB,使兩項之和不足300 kB,可以放進中等存儲規(guī)模的單片機上。
Agent System公司創(chuàng)建了獨特的EmWeb服務器。它在HTML文本中嵌入C語言程序,以便對實時數(shù)據(jù)進行訪問,又為HTML增加了特殊標記,使網(wǎng)中客戶機的Web頁上能夠顯示動態(tài)數(shù)據(jù),并且能與用戶的應用程序接口。再將C語言庫中有關Internet網(wǎng)的TCP/IP以及HTML、XML等其它高層協(xié)議都合并到EmWeb服務器中,將總容量緊縮到了25 kB。
它的更大的特色還在于做了一個硬件ASIC的狀態(tài)機,由它支持對HTML的多用戶、多任務的同時訪問。由于狀態(tài)機獨立于操作系統(tǒng),所以EmWeb工作時不需要操作系統(tǒng)的支持。但是,為了客戶的多種方便,又提供了與常用的一些著名RTOS的接口。
EmWeb已作為固件固化到上述ASIC中,方便于以一個模塊的形式向智能家電、信息家電以及工業(yè)控制中去推廣應用。EmWeb在開發(fā)時,需要復合功能的開發(fā)平臺。平臺上應有可供選用的標準Web工具,如Microsoft的FrontPage,MacroMedia的Dreamweaver等等;平臺還應同時支持C、Java、javascript的編譯和支持GIF、HTML等文件格式�，F(xiàn)用的平臺人機對話用Windows或UNIX的圖形界面。
EMIT技術 從網(wǎng)絡角度來看,最正宗的方案當屬EmWare公司的EMIT技術（Embedded Micro Internetworking Technology）,它走的是異構網(wǎng)的典型解決方案。為適應單片機的環(huán)境,服務器部分刻意地減少到很小的1kB,簡化到僅只保留HTML標記,其它全部移到Internet網(wǎng)中的胖客戶機上;網(wǎng)絡協(xié)議部分則放棄使用代碼較長的TCP/IP等協(xié)議,換用單片機環(huán)境使用的、十分輕型的網(wǎng)絡協(xié)議,這個1kB服務器軟件名之曰emMicro,是一個很關鍵的、任何一個單片機都足以放下的微型嵌入式服務器。 |
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