嵌入式調(diào)制解調(diào)器使設(shè)備能夠通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程主機(jī)通信

今天的智能電器不僅僅是在衣服干燥時(shí)關(guān)閉烘干機(jī)或在拍攝時(shí)顯示新照片。例如：它們提供狀態(tài)信息，指示何時(shí)需要填充自動(dòng)售貨機(jī)或清空投遞箱;他們?cè)谛枰獣r(shí)運(yùn)行遠(yuǎn)程診斷，并自動(dòng)升級(jí)其設(shè)置并下載軟件升級(jí)以保持最新狀態(tài);他們安排并要求維護(hù)以避免故障;它們?yōu)榇娣潘鼈兊脑O(shè)備增加了智能。

任何不需要嵌入式板載 PC，但依靠數(shù)據(jù)或傳真與遠(yuǎn)程主機(jī)通信的設(shè)備都可能需要嵌入式調(diào)制解調(diào)器。專門設(shè)計(jì)用于通過電子郵件或 Web 提供信息的 Internet 設(shè)備需要嵌入式調(diào)制解調(diào)器來提供與 Internet 的通信鏈接。交互式有線和衛(wèi)星電視的機(jī)頂盒需要嵌入式調(diào)制解調(diào)器來傳達(dá)計(jì)費(fèi)信息、交互式節(jié)目、按次付費(fèi)和家庭購物訂單。當(dāng)設(shè)備和手持式計(jì)算機(jī)（或PDA）可以鏈接到遠(yuǎn)程主機(jī)時(shí)，它們變得更加有用。

手彈簧遮陽板?，例如，可以維護(hù)時(shí)間表和日歷，聯(lián)系人列表和電話簿，費(fèi)用日志和時(shí)間表，股票投資組合和運(yùn)動(dòng)隊(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。但是，要完全有用，信息必須既是最新的，又與用戶計(jì)算機(jī)、公司數(shù)據(jù)庫以及行政助理的辦公工具和紙質(zhì)文件中的信息相同。Visor采用ADI公司嵌入式調(diào)制解調(diào)器芯片組，Impor 的 Springboard 調(diào)制解調(diào)器可以連接到電話線，并自動(dòng)更新自身及其用戶的主機(jī)。通過這種方式，Visor 成為用戶所需的準(zhǔn)確、及時(shí)和功能性信息設(shè)備。得益于嵌入式調(diào)制解調(diào)器中使用的ADI公司DSP，其嵌入式調(diào)制解調(diào)器無需加載PDA即可將其連接到遠(yuǎn)程主機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)所有這些功能。

Visor 要求其調(diào)制解調(diào)器具有低功耗、小尺寸、高可靠性、獨(dú)立外形和易于互聯(lián)網(wǎng)接口。由此產(chǎn)生的Springboard調(diào)制解調(diào)器完全適合Visor封裝，使用Visor的現(xiàn)有電池運(yùn)行而不會(huì)顯著縮短其使用壽命，并在連接到電話線時(shí)自動(dòng)連接到Internet。它使遮陽板成為其用戶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。

嵌入式調(diào)制解調(diào)器組件

嵌入式調(diào)制解調(diào)器包含數(shù)據(jù)泵、DAA（數(shù)據(jù)訪問安排）和調(diào)制解調(diào)器代碼。它們可能包括也可能不包括控制器、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧和 SDRAM。芯片的數(shù)量取決于應(yīng)用要求，包括對(duì)任何附加功能的需求。它們連接到電話線，并包括所有必要的硬件和軟件。

數(shù)據(jù)泵包括一個(gè)處理器 （DSP），該處理器以特定的比特率將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（傳真或互聯(lián)網(wǎng)），例如 V.32、V.34、V.90，采用調(diào)制解調(diào)器代碼。DAA 為 POTS（普通舊電話服務(wù)）線路提供物理和軟件接口。硅DAA無需外部編解碼器、繼電器、光耦合器和變壓器即可執(zhí)行此功能?；ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議 （IP） 堆棧在調(diào)制解調(diào)器的 DSP 上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（如 PPP、TCP、HTTP、POPP3、FTP 等）。這允許在不使用 PC、微控制器或其他處理器的情況下為調(diào)制解調(diào)器所連接的設(shè)備提供文件下載、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)頁托管和電子郵件功能。因此，DSP同時(shí)執(zhí)行調(diào)制解調(diào)器代碼和IP堆棧。

調(diào)制解調(diào)器架構(gòu)權(quán)衡

嵌入式調(diào)制解調(diào)器可以基于控制器（并行）或在沒有控制器的情況下運(yùn)行。在這兩種情況下，它們都需要定點(diǎn)DSP數(shù)據(jù)泵和DAA。調(diào)制解調(diào)器代碼既可以在DSP數(shù)據(jù)泵上運(yùn)行，也可以在奔騰或RISC處理器（用于基于主機(jī)的調(diào)制解調(diào)器或軟件調(diào)制解調(diào)器）上運(yùn)行，也可以在多功能可編程DSP（如ADSP-218x）上運(yùn)行。為了進(jìn)行比較，調(diào)制解調(diào)器架構(gòu)可以分為兩個(gè)基于主機(jī)的類（帶和不帶板載處理）和兩個(gè)獨(dú)立類（基于微控制器和DSP）。表中比較了它們的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。

基于控制器的設(shè)計(jì)無需主機(jī)即可工作，因此它們不關(guān)心操作系統(tǒng)或主機(jī)是否已崩潰。這種獨(dú)立方法可確保更大的冗余，因?yàn)檎{(diào)制解調(diào)器獨(dú)立于主機(jī)及其操作系統(tǒng)運(yùn)行。它們的缺點(diǎn)是它們需要一個(gè)微控制器及其存儲(chǔ)器以及DSP存儲(chǔ)器來運(yùn)行監(jiān)控代碼。這需要額外的零件數(shù)量、空間和功率，從而增加成本和風(fēng)險(xiǎn)。此外，他們的調(diào)制解調(diào)器軟件通常是硬編碼的，因此不可升級(jí)。

基于控制器的調(diào)制解調(diào)器

無控制器（軟件控制或雙贏）調(diào)制解調(diào)器提供更低的成本、空間和功耗，因?yàn)閮?nèi)存駐留在 PC 上，不需要微控制器（也不需要內(nèi)存）。但是，它們需要PC來運(yùn)行監(jiān)督代碼，因此這些win調(diào)制解調(diào)器嚴(yán)重依賴于PC操作系統(tǒng)。因此，PC主機(jī)的正常運(yùn)行時(shí)間對(duì)其運(yùn)行很重要，并且它們受到典型PC安裝/支持問題的影響。當(dāng)主機(jī)負(fù)載大量其他作業(yè)時(shí)，它們的性能會(huì)受到影響。他們?nèi)匀恍枰粋€(gè)帶內(nèi)存的數(shù)據(jù)泵。代碼升級(jí)和診斷取決于 PC 主機(jī)的可靠性，沒有冗余。軟件升級(jí)受調(diào)制解調(diào)器固定內(nèi)存量的限制。

無控制器調(diào)制解調(diào)器。（ISA & PCI）

軟件、基于主機(jī)或軟調(diào)制解調(diào)器無需 DSP 或微控制器即可運(yùn)行，因?yàn)樗鼈兊谋O(jiān)控和數(shù)據(jù)泵代碼在 PC 主機(jī)上運(yùn)行。PC處理器制造商已經(jīng)推廣了這種方法，以利用越來越強(qiáng)大的主機(jī)處理器的“免費(fèi)”未使用的MIPS，因?yàn)檎{(diào)制解調(diào)器不會(huì)顯著加載主機(jī)，但同時(shí)它們有助于證明需要升級(jí)到它。這些調(diào)制解調(diào)器的成本非常低，因?yàn)樗鼈兪褂矛F(xiàn)有主機(jī)。另一方面，如果考慮到升級(jí)到足夠快的主機(jī)來處理調(diào)制解調(diào)器功能的成本，其結(jié)果將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過基于控制器或無控制器的設(shè)計(jì)的成本?；谥鳈C(jī)的調(diào)制解調(diào)器還嚴(yán)重依賴于其主機(jī)的可靠性，以及同時(shí)運(yùn)行許多操作時(shí)遇到的并發(fā)問題。此外，這種方法通常將調(diào)制解調(diào)器限制為僅與Windows和奔騰應(yīng)用程序通信，從而將主機(jī)上的“免費(fèi)”MIPS（每秒數(shù)百萬條指令）限制為特定功能。奔騰的功耗和每MIPS成本遠(yuǎn)高于基于DSP的設(shè)計(jì)，因此必須考慮電路板使用的功耗，即使成本不是。調(diào)制解調(diào)器IP的成本仍然必須支付，因此“免費(fèi)”的概念并不準(zhǔn)確。

基于DSP的多功能嵌入式調(diào)制解調(diào)器集成了可編程DSP，例如ADSP-218x。通過將控制器、存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)泵集成在單個(gè)芯片上，可以減少空間（電路板空間）、成本和功耗。無需單獨(dú)的微控制器或相關(guān)存儲(chǔ)器。使用基于軟件的UART，進(jìn)一步降低了硬件成本，空間和功耗。獨(dú)立設(shè)計(jì)獨(dú)立于主機(jī)和操作系統(tǒng)運(yùn)行，通過隨附的閃存提供冗余和遠(yuǎn)程軟件可升級(jí)性。該編解碼器增加了國際功能，以適應(yīng)特定于國家/地區(qū)的參數(shù)。三種調(diào)制速度是可能的，每種調(diào)制速度使用相同的組件，但互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 （IP） 不同：高達(dá) 14.4 kbps、高達(dá) 33.6 kbps 和高達(dá) 56 kbps。

ADI公司基于DSP的可編程嵌入式調(diào)制解調(diào)器既有上述所有方法的優(yōu)點(diǎn)，又有缺點(diǎn)。即使PC價(jià)格下降，而主機(jī)PC性能提高，嵌入式DSP MIPS仍將始終保持更便宜，更可靠，并且獨(dú)立于主機(jī)處理。

基于DSP的多功能調(diào)制解調(diào)器

除基于主機(jī)的設(shè)計(jì)外，所有替代方案的缺點(diǎn)是面臨PC主機(jī)價(jià)格持續(xù)侵蝕的競(jìng)爭。隨著PC主機(jī)價(jià)格相對(duì)于獨(dú)立調(diào)制解調(diào)器的價(jià)格下降，基于主機(jī)的調(diào)制解調(diào)器變得更加經(jīng)濟(jì)高效。然而，冗余和成本之間的權(quán)衡將繼續(xù)下去。

DAA 方法

DAA（數(shù)據(jù)訪問安排）支持特定于國家/地區(qū)的呼叫進(jìn)度和呼叫者 ID，必須為每個(gè)國家/地區(qū)指定。不同的 DAA 組件可用于支持一部分國家/地區(qū)的全球運(yùn)營。DAA 處理 TIP 和 RING 電話連接，并包括用于無源線路（如租用線路和無線）的第二個(gè)編解碼器。單個(gè) DSP 可支持多個(gè) DAA，用于多線路應(yīng)用。

最先進(jìn)的國際硅DAA及其集成編解碼器消除了變壓器，光隔離器，繼電器和混合動(dòng)力器的成本和空間。所有這些都被兩個(gè)直接連接到DSP的小型TSSOP封裝所取代，從而提高了可靠性和制造便利性，同時(shí)減少了空間和成本。該設(shè)計(jì)提高了性能，因?yàn)?a target="_blank">信號(hào)通過隔離柵以數(shù)字方式傳輸。硅 DAA 在單一設(shè)計(jì)中包括國際支持;它通過軟件可編程性支持不同國家的美國和國際來電顯示，無需中繼。無需修改硬件。先進(jìn)的電源管理、來電顯示和睡眠模式可節(jié)省功耗并提供綠色合規(guī)性，從而實(shí)現(xiàn)更小的電源和更長的電池壽命。監(jiān)視器輸出和麥克風(fēng)輸入支持語音和聽筒應(yīng)用。

每個(gè)調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)還支持用于無源電話線應(yīng)用（如無線和租用線路）的傳統(tǒng) DAA。

軟件開發(fā)

ADI公司的嵌入式調(diào)制解調(diào)器包括Telindus提供的調(diào)制解調(diào)器代碼。產(chǎn)品專用軟件可從ADI公司的調(diào)制解調(diào)器合作伙伴處獲得。例如，可以通過從Card Access添加Springboard調(diào)制解調(diào)器來自動(dòng)將Handspring Visor鏈接到Internet。通過添加ADI公司的互聯(lián)網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器，從eDevice執(zhí)行TCP/IP堆棧，可以使Lavazza電子濃縮咖啡點(diǎn)咖啡機(jī)發(fā)送和接收電子郵件（觸發(fā)維護(hù)檢查和補(bǔ)貨訪問，并顯示天氣或交通報(bào)告）。

調(diào)制解調(diào)器參考設(shè)計(jì)

ADI公司的嵌入式調(diào)制解調(diào)器開發(fā)平臺(tái)包括一個(gè)ADSP-218x可編程DSP和一個(gè)硅DAA。在200.3 V時(shí)，其最大功耗低于3 mW。不需要客戶代碼。該開發(fā)平臺(tái)包括來自通過ISO 9001認(rèn)證的ADI公司技術(shù)合作伙伴Telindus的調(diào)制解調(diào)器軟件。該板配有用于 EZ-ICE、JTAG 和 RS-232 I/O 的連接器，用于修改和測(cè)試 AT 命令集和 S 寄存器。

V.90 獨(dú)立嵌入式調(diào)制解調(diào)器參考設(shè)計(jì)

嵌入式調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用

使用嵌入式調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信的產(chǎn)品包括自動(dòng)售貨機(jī)（可以傳達(dá)庫存水平以及何時(shí)需要填充）、信息亭、POS 終端、安全和監(jiān)控系統(tǒng)、游戲以及投遞箱，這些投遞箱可以在需要取貨時(shí)進(jìn)行通信。基本產(chǎn)品通過這些獨(dú)立調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信的方式是通過對(duì)相關(guān)的Web內(nèi)容和通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編程來確定的。設(shè)計(jì)師的結(jié)果是具有內(nèi)置投資保護(hù)等特性的產(chǎn)品，當(dāng)需要維修、固定、填充、清空、更新或拾取時(shí)“知道”并與之通信的電器。使用互聯(lián)網(wǎng)提供客戶信息和通信的產(chǎn)品可以位于任何需要的地方。工業(yè)設(shè)備可以指示何時(shí)需要維修。冰箱可以在貨架上展示僅包含成分的食譜。

獨(dú)立的嵌入式調(diào)制解調(diào)器可以降低運(yùn)營成本，同時(shí)它們使具有刺激新銷售功能的新產(chǎn)品類別成為可能。借助帶有 eDevice TCP/IP 堆棧的嵌入式調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)的新的互聯(lián)網(wǎng)功能，這些產(chǎn)品可以為電子商務(wù)、電子服務(wù)和電子信息供應(yīng)商創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)。

獨(dú)立的嵌入式調(diào)制解調(diào)器以各種方法為全球通信提供了完整而靈活的設(shè)計(jì)替代方案。每種方法都可以在短至三個(gè)芯片上進(jìn)行配置，提供多種速度選擇，并且可以以低功耗和空間要求低成本實(shí)現(xiàn)。嵌入式調(diào)制解調(diào)器可以為新設(shè)備和已安裝的設(shè)備帶來互聯(lián)網(wǎng)信息和通信的強(qiáng)大功能，并可以同時(shí)添加自動(dòng)軟件升級(jí)和遠(yuǎn)程診斷。

審核編輯：郭婷