Multi-Tech的通用IP不是要求開(kāi)發(fā)人員為每個(gè)新的IP協(xié)議棧編寫(xiě)新的控制代碼,而是統(tǒng)一應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)各種主要通信技術(shù)的多個(gè)調(diào)制解調(diào)器。
當(dāng)TCP/IP功能時(shí)在嵌入式領(lǐng)域中,通常用于機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)通信。在許多應(yīng)用中,例如車隊(duì)跟蹤和遠(yuǎn)程監(jiān)控,互聯(lián)網(wǎng)連接的物理介質(zhì)將是蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò),但同樣一些嵌入式應(yīng)用可能通過(guò)Wi-Fi或有線以太網(wǎng)鏈路訪問(wèn)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(yùn)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(yùn)行軟件以通過(guò)應(yīng)用程序編程接口(API)執(zhí)行協(xié)議命令。
嵌入式開(kāi)發(fā)人員熟悉降低材料清單成本和設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的壓力他們所從事的個(gè)人項(xiàng)目。在無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的情況下,這可以推動(dòng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采用使用蜂窩無(wú)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(shí)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(gè)項(xiàng)目層面進(jìn)行檢查時(shí),這種設(shè)計(jì)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(shí)際上,大多數(shù)嵌入式OEM通過(guò)創(chuàng)建平臺(tái)產(chǎn)品來(lái)成功,在這些平臺(tái)產(chǎn)品上構(gòu)建擴(kuò)展 - 產(chǎn)品變體或基礎(chǔ)產(chǎn)品的修改版本 - 三維:
隨著時(shí)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(kāi)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(guò)細(xì)分市場(chǎng) - 可以修改一個(gè)市場(chǎng)中成功的先鋒產(chǎn)品,以滿足相鄰市場(chǎng)的需求。例如,車隊(duì)跟蹤設(shè)備可能會(huì)發(fā)展出一種用于集裝箱跟蹤的變型。
在地理位置上 - 通過(guò)用CDMA取代GSM功能,歐洲產(chǎn)品可以適應(yīng)美國(guó)市場(chǎng)。
在此模型中,盈利能力取決于維護(hù)穩(wěn)定的核心平臺(tái),并在每個(gè)產(chǎn)品變體中重用盡可能多的應(yīng)用程序代碼?,F(xiàn)在,實(shí)現(xiàn)上述協(xié)議棧的場(chǎng)景開(kāi)始看起來(lái)有缺陷。當(dāng)新產(chǎn)品變體需要新的協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題 - 這可能發(fā)生在所有三個(gè)維度中:
時(shí)間 - 芯片組制造商受到手機(jī)制造商短暫的產(chǎn)品生命周期的驅(qū)動(dòng),而不是嵌入式OEM廠商解決的大型市場(chǎng)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(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的IP堆棧實(shí)施。
市場(chǎng)細(xì)分 - 低端產(chǎn)品擴(kuò)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(shí)施新的IP堆棧。
地理位置 - 如上所述,世界上不同地區(qū)運(yùn)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(shí)現(xiàn)帶有新IP堆棧的新蜂窩模塊。
每個(gè)新的IP堆棧都需要開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)新的應(yīng)用程序代碼來(lái)控制它。開(kāi)發(fā)這個(gè)新的應(yīng)用程序代碼可能需要設(shè)計(jì)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(gè)產(chǎn)品平臺(tái)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(shí)施的長(zhǎng)期一致性并不是無(wú)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(jí)手機(jī)制造商的需求驅(qū)動(dòng)的,而不是數(shù)以萬(wàn)計(jì)的中小型企業(yè)的集體需求。一些模塊制造商開(kāi)發(fā)了專有的TCP/IP堆棧來(lái)取代其芯片組供應(yīng)商提供的堆棧,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這可能使他們能夠調(diào)整支持不同通信標(biāo)準(zhǔn)的不同堆棧,例如2G但是,對(duì)于典型的嵌入式OEM來(lái)說(shuō),重寫(xiě)應(yīng)用程序代碼以接入新的IP協(xié)議棧既困難又無(wú)法為最終產(chǎn)品增加額外的價(jià)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(kāi)發(fā)由小型設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)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(shí) - 設(shè)計(jì)功能,如傳感器接口,信號(hào)調(diào)理和處理,微控制器或微處理器編程,應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)和用戶界面設(shè)計(jì)。通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置是設(shè)計(jì)的外圍元素,當(dāng)它不是團(tuán)隊(duì)工作的主要焦點(diǎn)時(shí),難以掌握其復(fù)雜性。
主要為移動(dòng)手機(jī)OEM設(shè)計(jì)的TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)是那么,不適合許多嵌入式SMB的需求。堆棧實(shí)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(xiě)此應(yīng)用程序代碼變得簡(jiǎn)單。
嵌入式調(diào)制解調(diào)器制造商開(kāi)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(shí)現(xiàn),它統(tǒng)一應(yīng)用于多個(gè)調(diào)制解調(diào)器,實(shí)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(shí)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(yàn)證,以及各種其他通信功能針對(duì)M2M應(yīng)用(圖1)。
圖1:Multi-Tech的協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)還支持針對(duì)M2M應(yīng)用的附加功能。
每個(gè)通用IP調(diào)制解調(diào)器也采用通用插座引腳排列(參見(jiàn)圖2),這意味著嵌入式開(kāi)發(fā)人員可以將一個(gè)調(diào)制解調(diào)器換成另一個(gè),而無(wú)需重新設(shè)計(jì)電路板;他們還可以使用相同的應(yīng)用程序代碼來(lái)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(shí)現(xiàn)通用套接字引腳排列,例如這個(gè)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(zhǎng)期維護(hù)穩(wěn)定的通用IP API。例如,這意味著OEM可以對(duì)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(guò)時(shí)時(shí),Multi-Tech必須定期重新設(shè)計(jì)其調(diào)制解調(diào)器,但Multi-Tech調(diào)制解調(diào)器的用戶沒(méi)有看到任何區(qū)別,因?yàn)閁niversal IP API始終保持不變,Universal Socket引腳排列也是如此通用IP堆棧實(shí)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(jì)。當(dāng)基帶發(fā)生變化時(shí),IP堆棧也會(huì)發(fā)生變化,用戶無(wú)法控制它。
在Multi-Tech的通用IP產(chǎn)品中,協(xié)議棧托管在獨(dú)立的處理器上,與蜂窩芯片組分開(kāi)(見(jiàn)圖3)。由于Multi-Tech可以完全控制處理器及其運(yùn)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(gè)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(dòng)目標(biāo)。
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(guò)串行接口與用戶系統(tǒng)通信。堆棧的操作是通過(guò)一組簡(jiǎn)單的AT命令來(lái)控制的,這些命令對(duì)于使用調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)的任何人來(lái)說(shuō)都是熟悉的。實(shí)際上,這表明通用IP中“通用”一詞的兩個(gè)含義:通用所有運(yùn)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(jì)人員普遍適用的,因?yàn)槿魏螏в写薪涌诘奈⒖刂破鞫伎梢园l(fā)出AT命令, AT指令集(至少幾乎)被嵌入式開(kāi)發(fā)人員普遍認(rèn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接功能;如果設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)中掉落,它將自動(dòng)嘗試重新連接而無(wú)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(huì)自動(dòng)禁用已經(jīng)閑置一段時(shí)間的設(shè)備,這種做法可能對(duì)手機(jī)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(dòng)狀態(tài)結(jié)論
手機(jī)是全球銷量最高的OEM市場(chǎng),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(guò)將IP堆棧從芯片組中抽象出來(lái)并進(jìn)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(lái)滿足數(shù)千個(gè)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(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或其他媒體訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。
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