2011-08-16   物联网中的嵌入式网桥技术
 
   (作者:王暑卫/亚信电子公司ASIX Electronics Corporation市场处协理) [2011-08-16]
物联网(Internet of Things,IOT)或机器对机器(M2M)系指网络化时代,除人与人之间可以透过网络相互联系外,亦可透过网络与机器通信,机器与机器之间也可以互通。据国际研究机构Forrester预测,物联网在2020年前将达到互联网的30倍规模,会是下一个万亿元级产业。

在物联网的发展趋势下,所有设备必须具备接收、传递及处理信息的能力,因而嵌入式系统技术日益重要。嵌入式系统是一种内嵌软件的电子装置,通常由微控制器、外围器件、嵌入式操作系统及应用软件等组成。用于物联网领域的嵌入式系统则具备接收与处理网络信息的能力,其使用范围极广,系统架构大到如工业自动化控制系统,小至手持式消费性产品,并可以无数应用形态隐藏在我们生活中。

在嵌入式系统中,微控制器要透过各种总线与外设沟通,I/O总线则是微控制器与接口设备间传递数据的信道,一般常见的总线类型有ISA、PCMCIA、Local Bus (Non-PCI)、PCI、PCIe及USB。嵌入式桥接控制芯片(Embedded Bridge Controller)用于实现相对低速的周边接口与I/O总线之间的沟通桥梁,常见接口如以太网、Wi-Fi、串口(例如RS-232串口)、并口(例如打印机接口)、IrDA红外口、VGA等。接口设备藉由桥接芯片把信息上传给微控制器,微控制器也可透过桥接芯片对接口设备访问。

目前市场上常见的嵌入式桥接控制芯片大致可分为以下4类(如下图所示):

  • Non-PCI嵌入式以太网芯片:嵌入式系统的微控器本身若已具备SRAM-like总线或SPI接口,则可选用内建以太网MAC/PHY的Non-PCI以太网控制器来提供连网功能,亦可称之为Non-PCI总线转以太网网桥。
  • USB-to-LAN网络芯片:若嵌入式系统的微控制器已内建USB Host接口,则可搭配USB-to-LAN控制器提供以太网功能,亦可称之为USB总线转以太网网桥。
  • 嵌入式以太网/Wi-Fi单芯片:集成CPU/FLASH/RAM、以太网及Wi-Fi的SOC系统单芯片。嵌入式系统的主处理器可以通过 Local Bus、MII/RMII、UART或 SPI等接口,实现Wi-Fi无线上网,称之为智能无线网卡应用。。也可用作串行接口转Wi-Fi网桥,使具备RS-232/422/485、SPI、GPIO、1-wire或I2C等串行接口的嵌入式系统,透过其支持无线或以太网上网。至于以太网转Wi-Fi网桥模式,则可供原本具备以太网接口的嵌入式系统,轻松增加Wi-Fi无线联网功能。
  • PCIe/PCI/USB桥接控制芯片:因应上述物联网、嵌入式系统及嵌入式桥接控制芯片的发展趋势,亚信电子已于日前收购印度MosChip公司之I/O Connectivity 芯片产品线,可进一步增强亚信电子在嵌入式连网及桥接控制芯片领域的布局。该系列产品一端支持PCIe、PCI及USB Host等接口,另一端则提供串口、并口、USB Host、以太网、VGA以及红外IrDA等常见的嵌入式系统接口。
  • 针对上述4类产品,亚信电子均提供完整的驱动和例程、量产测试工具、硬件参考设计及评估板,方便客户快速上手,节省开发周期和成本并缩短产品上市日程。


市场上常见的4类嵌入式桥接控制芯片 (亚信电子)