Multi-Tech的通用IP不是要求開發(fā)人員為每個新的IP協(xié)議棧編寫新的控制代碼,而是統(tǒng)一應(yīng)用于實現(xiàn)各種主要通信技術(shù)的多個調(diào)制解調(diào)器。
當(dāng)TCP/IP功能時在嵌入式領(lǐng)域中,通常用于機器對機器(M2M)通信。在許多應(yīng)用中,例如車隊跟蹤和遠程監(jiān)控,互聯(lián)網(wǎng)連接的物理介質(zhì)將是蜂窩無線網(wǎng)絡(luò),但同樣一些嵌入式應(yīng)用可能通過Wi-Fi或有線以太網(wǎng)鏈路訪問互聯(lián)網(wǎng)。
基于互聯(lián)網(wǎng)的M2M系統(tǒng)通常包括芯片組(基帶和收發(fā)器),其中基帶運行TCP/IP協(xié)議棧的版本;另一方面,應(yīng)用程序處理器或微控制器運行軟件以通過應(yīng)用程序編程接口(API)執(zhí)行協(xié)議命令。
嵌入式開發(fā)人員熟悉降低材料清單成本和設(shè)計風(fēng)險的壓力他們所從事的個人項目。在無線互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的情況下,這可以推動設(shè)計團隊采用使用蜂窩無線電模塊(由蜂窩芯片組,電源電路和相關(guān)外圍設(shè)備和接口組成)的架構(gòu),并實現(xiàn)由芯片組或模塊制造商。 (大型芯片組制造商包括Qualcomm,ST-Ericsson Wireless和MediaTek。模塊制造商包括Cinterion和Sierra Wireless。)
在單個項目層面進行檢查時,這種設(shè)計方法似乎有意義,但這與嵌入式世界中小型企業(yè)(SMB)的通用商業(yè)模式。實際上,大多數(shù)嵌入式OEM通過創(chuàng)建平臺產(chǎn)品來成功,在這些平臺產(chǎn)品上構(gòu)建擴展 - 產(chǎn)品變體或基礎(chǔ)產(chǎn)品的修改版本 - 三維:
隨著時間的推移 - 在典型的產(chǎn)品生命周期中嵌入式設(shè)備,定期開發(fā)更新的變體以適應(yīng)技術(shù),法規(guī)或用戶環(huán)境的變化。
超過細分市場 - 可以修改一個市場中成功的先鋒產(chǎn)品,以滿足相鄰市場的需求。例如,車隊跟蹤設(shè)備可能會發(fā)展出一種用于集裝箱跟蹤的變型。
在地理位置上 - 通過用CDMA取代GSM功能,歐洲產(chǎn)品可以適應(yīng)美國市場。
在此模型中,盈利能力取決于維護穩(wěn)定的核心平臺,并在每個產(chǎn)品變體中重用盡可能多的應(yīng)用程序代碼。現(xiàn)在,實現(xiàn)上述協(xié)議棧的場景開始看起來有缺陷。當(dāng)新產(chǎn)品變體需要新的協(xié)議棧實現(xiàn)時會出現(xiàn)問題 - 這可能發(fā)生在所有三個維度中:
時間 - 芯片組制造商受到手機制造商短暫的產(chǎn)品生命周期的驅(qū)動,而不是嵌入式OEM廠商解決的大型市場窗口。較舊的芯片組經(jīng)常被淘汰,并被新的芯片組取代,每次更換芯片組供應(yīng)商都會創(chuàng)建一個新的IP堆棧實施。
市場細分 - 低端產(chǎn)品擴展可能需要降低成本高速連接到低速連接。用較低成本的替代方案替換高規(guī)格模塊可能需要實施新的IP堆棧。
地理位置 - 如上所述,世界上不同地區(qū)運行不同的蜂窩技術(shù)。用CDMA模塊替換GSM模塊可能需要再次實現(xiàn)帶有新IP堆棧的新蜂窩模塊。
每個新的IP堆棧都需要開發(fā)人員編寫新的應(yīng)用程序代碼來控制它。開發(fā)這個新的應(yīng)用程序代碼可能需要設(shè)計人員每次都學(xué)習(xí)一組新的命令,并找出如何使用新的API。即使嵌入式OEM在整個產(chǎn)品平臺上使用相同的模塊制造商,模塊制造商也不一定在所有模塊中使用相同的芯片組供應(yīng)商。在任何情況下,確保所有IP堆棧實施的長期一致性并不是無線芯片組制造商的優(yōu)先考慮因素,這些制造商是由世界頂級手機制造商的需求驅(qū)動的,而不是數(shù)以萬計的中小型企業(yè)的集體需求。一些模塊制造商開發(fā)了專有的TCP/IP堆棧來取代其芯片組供應(yīng)商提供的堆棧,從長遠來看,這可能使他們能夠調(diào)整支持不同通信標準的不同堆棧,例如2G但是,對于典型的嵌入式OEM來說,重寫應(yīng)用程序代碼以接入新的IP協(xié)議棧既困難又無法為最終產(chǎn)品增加額外的價值。由于典型嵌入式業(yè)務(wù)的性質(zhì),這很困難。這些嵌入式SMB的開發(fā)由小型設(shè)計團隊執(zhí)行,他們具有核心應(yīng)用的硬件和軟件方面的專業(yè)知識 - 設(shè)計功能,如傳感器接口,信號調(diào)理和處理,微控制器或微處理器編程,應(yīng)用程序開發(fā)和用戶界面設(shè)計。通信系統(tǒng)的設(shè)計和配置是設(shè)計的外圍元素,當(dāng)它不是團隊工作的主要焦點時,難以掌握其復(fù)雜性。
主要為移動手機OEM設(shè)計的TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)是那么,不適合許多嵌入式SMB的需求。堆棧實現(xiàn)可以更好地服務(wù)于這些SMB,允許在所有產(chǎn)品變體中重復(fù)使用應(yīng)用程序代碼,這使得編寫此應(yīng)用程序代碼變得簡單。
嵌入式調(diào)制解調(diào)器制造商開發(fā)的架構(gòu)Tech Systems旨在為中低批量制造商提供此服務(wù)。 Multi-Tech的通用IP是IP協(xié)議棧的單一實現(xiàn),它統(tǒng)一應(yīng)用于多個調(diào)制解調(diào)器,實現(xiàn)了從HSPA,GPRS和CDMA到Wi-Fi和以太網(wǎng)的各種主要通信技術(shù)。通用IP實現(xiàn)協(xié)議,包括DNS解析,F(xiàn)TP客戶端,Ping,POP3客戶端,PPP(撥出),SMTP客戶端,TCP RAW客戶端和服務(wù)器,UDP RAW客戶端和服務(wù)器,PAP和CHAP身份驗證,以及各種其他通信功能針對M2M應(yīng)用(圖1)。
圖1:Multi-Tech的協(xié)議棧實現(xiàn)還支持針對M2M應(yīng)用的附加功能。
每個通用IP調(diào)制解調(diào)器也采用通用插座引腳排列(參見圖2),這意味著嵌入式開發(fā)人員可以將一個調(diào)制解調(diào)器換成另一個,而無需重新設(shè)計電路板;他們還可以使用相同的應(yīng)用程序代碼來控制所有產(chǎn)品變體的調(diào)制解調(diào)器
圖2:Multi-Tech Systems在所有SocketModem設(shè)備上實現(xiàn)通用套接字引腳排列,例如這個SocketModem iCell智能嵌入式蜂窩調(diào)制解調(diào)器。
此外,Multi-Tech是致力于長期維護穩(wěn)定的通用IP API。例如,這意味著OEM可以對基礎(chǔ)芯片組的變化保持盲目。就像蜂窩模塊的嵌入式用戶一樣,當(dāng)芯片組過時時,Multi-Tech必須定期重新設(shè)計其調(diào)制解調(diào)器,但Multi-Tech調(diào)制解調(diào)器的用戶沒有看到任何區(qū)別,因為Universal IP API始終保持不變,Universal Socket引腳排列也是如此通用IP堆棧實現(xiàn)取決于調(diào)制解調(diào)器的硬件架構(gòu):在蜂窩芯片組中,IP堆棧托管在基帶上,這是芯片組制造商的專有設(shè)計。當(dāng)基帶發(fā)生變化時,IP堆棧也會發(fā)生變化,用戶無法控制它。
在Multi-Tech的通用IP產(chǎn)品中,協(xié)議棧托管在獨立的處理器上,與蜂窩芯片組分開(見圖3)。由于Multi-Tech可以完全控制處理器及其運行的軟件,因此可以確保其與用戶系統(tǒng)控制器的接口在整個調(diào)制解調(diào)器范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。結(jié)果是應(yīng)用程序和互聯(lián)網(wǎng)之間的接口始終是通用IP,而不是模塊制造商提出的移動目標。
圖3:典型蜂窩模塊的基本架構(gòu)和架構(gòu)具有通用IP的多技術(shù)調(diào)制解調(diào)器顯示托管IP堆棧的分立處理器。
堆棧通過串行接口與用戶系統(tǒng)通信。堆棧的操作是通過一組簡單的AT命令來控制的,這些命令對于使用調(diào)制解調(diào)器設(shè)計的任何人來說都是熟悉的。實際上,這表明通用IP中“通用”一詞的兩個含義:通用所有運行通用IP堆棧的調(diào)制解調(diào)器都是通用的,但也是嵌入式設(shè)計人員普遍適用的,因為任何帶有串行接口的微控制器都可以發(fā)出AT命令, AT指令集(至少幾乎)被嵌入式開發(fā)人員普遍認可。
通用IP產(chǎn)品的架構(gòu)及其分立處理器也使Multi-Tech能夠?qū)崿F(xiàn)具有適合嵌入式用戶的功能的IP堆棧。例如,Multi-Tech在其通用IP調(diào)制解調(diào)器中實現(xiàn)自動連接功能;如果設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)中掉落,它將自動嘗試重新連接而無需人為干預(yù)。堆棧還可以配置為周期性地向蜂窩網(wǎng)絡(luò)輸入流量(Keep Alive功能)。一些蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供商會自動禁用已經(jīng)閑置一段時間的設(shè)備,這種做法可能對手機有意義,但不適合嵌入式設(shè)備。此功能可確保網(wǎng)絡(luò)看到調(diào)制解調(diào)器仍處于活動狀態(tài)結(jié)論
手機是全球銷量最高的OEM市場,因此蜂窩芯片組業(yè)務(wù)偏向于滿足不到20家全球制造商的需求。
通過將IP堆棧從芯片組中抽象出來并進入處理器在自己的控制下,Multi-Tech的通用IP提供了一種方法來滿足數(shù)千個嵌入式OEM的應(yīng)用需求和產(chǎn)品生命周期,這些OEM需要設(shè)備通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)或其他媒體訪問互聯(lián)網(wǎng)。
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